JP2004251286A - In-line type pump - Google Patents

In-line type pump Download PDF

Info

Publication number
JP2004251286A
JP2004251286A JP2004110051A JP2004110051A JP2004251286A JP 2004251286 A JP2004251286 A JP 2004251286A JP 2004110051 A JP2004110051 A JP 2004110051A JP 2004110051 A JP2004110051 A JP 2004110051A JP 2004251286 A JP2004251286 A JP 2004251286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure chamber
rotor
fluid
axial flow
blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004110051A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4056009B2 (en
Inventor
Toshiyasu Takura
敏靖 田倉
Yoshifumi Tanabe
佳史 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba TEC Corp
Priority to JP2004110051A priority Critical patent/JP4056009B2/en
Publication of JP2004251286A publication Critical patent/JP2004251286A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4056009B2 publication Critical patent/JP4056009B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an output and efficiency of a pump. <P>SOLUTION: On the inner side of a cylindrical stator 102, a rotor 103 having an axial flow vane 108 to feed a fluid sucked from a suction port 117 axially toward a discharge port 119 is rotatably provided. A pressure chamber 122 is provided to convert the rotational motion energy of the fluid fed by the axial flow vane 108 toward the discharge port 119 into static energy. A second pressure chamber 123 is provided between the pressure chamber 122 and the discharge port 119 parted by a partition wall 121 from the pressure chamber 122. A guide hole 124 is formed at the outer circumferential part of the partition wall 121 to connect the pressure chamber 122 and the second pressure chamber 123 to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステータとロータとを主要な構成とするモータの内部に流路を形成してなるインライン型ポンプに関する。   The present invention relates to an in-line pump in which a flow path is formed inside a motor having a stator and a rotor as main components.

この種のインライン型ポンプとしては、例えば特許文献1、或いは特許文献2に記載されているように、ステータの内側に設けられたロータは、外周に突部と凹部とを形成することにより軸流羽根の機能を備え、このロータを回転させることにより、ロータの一端側の吸入口から吸入される流体をロータの他端側の排出口から排出する構造となっている。   As this type of in-line type pump, for example, as described in Patent Document 1 or Patent Document 2, a rotor provided inside a stator has an axial flow by forming a projection and a recess on the outer periphery. It has a function of a blade, and has a structure in which a fluid sucked from a suction port on one end side of the rotor is discharged from a discharge port on the other end side of the rotor by rotating the rotor.

特開平10−246193号公報JP-A-10-246193 特開平1−230088号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 230088/1990

上記のようなインライン型ポンプは、軸流羽根により流体に回転運動エネルギーを付与され、その運動エネルギーが静圧エネルギーに変換されない状態のまま内周の壁や排出口での摩擦損失や乱流による渦損失となって失われた後に送られるため、ポンプとしての効率が悪い。   In the above-described in-line type pump, rotational kinetic energy is imparted to the fluid by the axial flow blade, and the kinetic energy is not converted to static pressure energy. Since it is sent after being lost as a vortex loss, the efficiency as a pump is poor.

また、流体が常にロータの軸方向の一方にのみ流れるため、ロータには流体の反作用圧力がスラスト荷重として作用し、軸受の寿命が短くなる問題がある。   Further, since the fluid always flows only in one axial direction of the rotor, the reaction pressure of the fluid acts on the rotor as a thrust load, and there is a problem that the life of the bearing is shortened.

本発明の目的は、構造の小型化を満足させた上で流体の供給効率を高め得るインライン型ポンプを提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an in-line pump capable of improving the supply efficiency of a fluid while satisfying the miniaturization of the structure.

請求項1記載の発明は、筒状のステータの内側に、吸入口から吸入される流体を排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロータを回転自在に設けたインライン型ポンプにおいて、前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する圧力室と、前記圧力室と前記排出口との間に配置され前記圧力室とは仕切壁により区画された第二の圧力室と、前記仕切壁の外周部に配置されて前記圧力室と前記第二の圧力室との間を接続する案内孔と、備える。   The invention according to claim 1 is an inline-type pump in which a rotor having an axial flow blade for axially sending fluid sucked from an inlet toward an outlet is rotatably provided inside a cylindrical stator, A pressure chamber that converts rotational kinetic energy of the fluid sent to the outlet by the axial flow blade of the rotor into static pressure energy, and a pressure chamber disposed between the pressure chamber and the outlet. Has a second pressure chamber defined by a partition wall, and a guide hole disposed on an outer peripheral portion of the partition wall and connecting between the pressure chamber and the second pressure chamber.

したがって、ロータを回転させると、吸入口から吸入された流体は軸流羽根により圧力室に送られてこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに変換され、さらに案内孔から第二の圧力室を経由して排出口から排出される。   Therefore, when the rotor is rotated, the fluid sucked from the suction port is sent to the pressure chamber by the axial flow blade, and the rotational kinetic energy is converted into static pressure energy in the pressure chamber. It is discharged from the outlet via.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のインライン型ポンプにおいて、前記仕切壁の中心には前記ロータの回転軸を所定のクリアランスをもって回転自在に支承する滑り軸受が設けられ、前記仕切壁には前記第二の圧力室と前記滑り軸受の内周面とを連通するリーク流路が形成されている。   According to a second aspect of the present invention, in the in-line pump according to the first aspect, a sliding bearing that rotatably supports a rotating shaft of the rotor with a predetermined clearance is provided at a center of the partition wall, and the partition wall has a sliding bearing. Has a leak flow path communicating between the second pressure chamber and the inner peripheral surface of the slide bearing.

したがって、ロータの回転軸と滑り軸受との間には第二の圧力室内の流体が均一な圧力分布をもって介在するため、回転軸の潤滑を長期にわたり良好に維持できる。   Therefore, since the fluid in the second pressure chamber is interposed between the rotating shaft of the rotor and the sliding bearing with a uniform pressure distribution, the lubrication of the rotating shaft can be favorably maintained for a long time.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のインライン型ポンプにおいて、前記第二の圧力室には前記ロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設けられている。   According to a third aspect of the present invention, in the in-line type pump according to the first or second aspect, the second pressure chamber is provided with a second axial blade that rotates integrally with the rotor.

したがって、ステータの内側に設けられた軸流羽根と、第二の圧力室に設けられた第二の軸流羽根とにより圧力を分散して流体を送ることができる。   Therefore, the fluid can be sent by dispersing the pressure by the axial flow blade provided inside the stator and the second axial flow blade provided in the second pressure chamber.

請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか一記載のインライン型ポンプにおいて、前記ロータは、外径に複数個の磁極を備え、外周に軸方向に連通した螺旋溝が形成されることで前記軸流羽根を構成する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the in-line type pump according to any one of the first to third aspects, the rotor has a plurality of magnetic poles on an outer diameter and a helical groove formed in an outer periphery and communicating in an axial direction. This constitutes the axial flow blade.

請求項5記載発明は、請求項4記載のインライン型ポンプにおいて、前記ロータの軸線を中心とする半径が最小となる前記螺旋溝の凹部の径は前記滑り軸受を支持するために前記仕切壁に形成された支持部の径より大きな径に定められている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the in-line type pump according to the fourth aspect, the diameter of the concave portion of the spiral groove in which the radius centered on the axis of the rotor is minimum is formed on the partition wall to support the sliding bearing. The diameter is set to be larger than the diameter of the formed support portion.

したがって、軸流羽根により送られた流体と滑り軸受を支持する支持部との衝突による渦損失を低減でき、また、キャビティションの発生を防止できる。   Therefore, it is possible to reduce the vortex loss due to the collision between the fluid sent by the axial flow blade and the supporting portion that supports the sliding bearing, and it is possible to prevent cavitation.

請求項6記載の発明は、請求項4又は5記載のインライン型ポンプにおいて、前記螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the in-line pump according to the fourth or fifth aspect, the width and the depth of the spiral groove are set to substantially equal values.

したがって、螺旋溝の幅と深さと関係を適正に設定することにより、流路抵抗を小さくし渦の発生を抑制できる。これにより、流体をさらに効率よく送ることができる。   Therefore, by appropriately setting the relationship between the width and the depth of the spiral groove, it is possible to reduce the flow path resistance and suppress the generation of a vortex. Thereby, the fluid can be sent more efficiently.

請求項7記載の発明は、筒状のステータの内側に、吸入口から吸入される流体を排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロータを回転自在に設けたインライン型ポンプにおいて、前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する圧力室と、前記圧力室に配置され前記ロータと一体に回転する遠心羽根と、前記吸入口から吸入される前記流体を前記ステータの外周部を経由して前記圧力室に導き前記遠心羽根の前記軸流羽根とは反対側の面に向けて送り込むように経路が定められた吸入流路と、前記遠心羽根の回転により前記圧力室内の流体を前記圧力室の外周部から排出口に導く案内流路と、を備える。   The invention according to claim 7 is an inline-type pump in which a rotor having an axial flow blade for axially sending fluid sucked from an inlet toward an outlet is rotatably provided inside a cylindrical stator, A pressure chamber that converts rotational kinetic energy of the fluid sent to the outlet by the axial flow blade of the rotor into static pressure energy, and a centrifugal blade that is disposed in the pressure chamber and rotates integrally with the rotor, A suction path in which the fluid sucked from the suction port is guided to the pressure chamber via the outer peripheral portion of the stator, and is sent toward a surface of the centrifugal blade opposite to the axial flow blade. A flow path; and a guide flow path that guides fluid in the pressure chamber from an outer peripheral portion of the pressure chamber to a discharge port by rotation of the centrifugal blade.

したがって、ロータを回転させると、吸入口から吸入された流体は、軸流羽根により圧力室に送られてこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに変換されるとともに、別系統の吸入流路を経由して圧力室に導かれる。この二系統の経路を経由して圧力室に導かれた流体は遠心羽根の回転により案内流路を経由して排出口から排出される。これにより、流体を効率よく送ることができる。この場合、軸流羽根と一体に回転する遠心羽根は、軸流羽根により送られる流体の圧力と吸入流路から吸入される流体の圧力とを受けるが、双方向の圧力が互いに相殺する方向に作用するため、流体がロータに与えるスラスト荷重を軽減し、その損失を少なくすることができる。   Therefore, when the rotor is rotated, the fluid sucked from the suction port is sent to the pressure chamber by the axial flow blade, where the rotational kinetic energy is converted into static pressure energy by the pressure chamber, and the suction flow path of another system is formed. Through the pressure chamber. The fluid guided to the pressure chamber through the two paths is discharged from the discharge port through the guide flow path by the rotation of the centrifugal blade. Thereby, the fluid can be sent efficiently. In this case, the centrifugal blade rotating integrally with the axial flow blade receives the pressure of the fluid sent by the axial flow blade and the pressure of the fluid sucked from the suction flow path, but in a direction in which the bidirectional pressures cancel each other. Since it acts, the thrust load given to the rotor by the fluid can be reduced, and the loss can be reduced.

請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記案内流路における前記圧力室との接続部は、流す流体のエネルギーが前記ロータの軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定められている。   According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, the connection portion of the guide channel with the pressure chamber is such that the energy of the flowing fluid is substantially equal at a symmetric position about the axis of the rotor. Stipulated in

したがって、ロータにかかるラジアル方向の負荷を軽減することができる。なお、流体エネルギーとは、流体の流速と圧力との積により表わすことができるエネルギーである。   Therefore, the radial load on the rotor can be reduced. The fluid energy is energy that can be represented by a product of a fluid flow velocity and a pressure.

請求項1記載の発明によれば、軸流羽根により排出口に向けて送られる流体の回転運動エネルギーを圧力室により静圧エネルギーに変換した後に第二の圧力室を経由して排出口から排出するように構成したので、流体を効率よく送ることができ、したがって、ポンプ効率の向上を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the rotational kinetic energy of the fluid sent toward the discharge port by the axial flow blade is converted into static pressure energy by the pressure chamber and then discharged from the discharge port via the second pressure chamber. As a result, the fluid can be sent efficiently, and the pump efficiency can be improved.

請求項2記載の発明によれば、請求項1記載のインライン型ポンプにおいて、第一、第二の圧力室を区画する仕切壁の中心にはロータの回転軸を所定のクリアランスをもって回転自在に支承する滑り軸受が設けられ、また、仕切壁には第二の圧力室と回転軸を支承するための滑り軸受の内周面とを連通するリーク流路が形成されているので、ロータの回転軸と滑り軸受との間に第二の圧力室内の流体を均一な圧力分布をもって介在させることができ、したがって、回転軸の潤滑を長期にわたり良好に維持できる。   According to the second aspect of the present invention, in the in-line pump according to the first aspect, the rotation shaft of the rotor is rotatably supported with a predetermined clearance at the center of the partition wall that partitions the first and second pressure chambers. Is provided, and the partition wall is formed with a leak flow path communicating the second pressure chamber and the inner peripheral surface of the slide bearing for supporting the rotary shaft. The fluid in the second pressure chamber can be interposed with a uniform pressure distribution between the sliding bearing and the sliding bearing, so that the lubrication of the rotating shaft can be favorably maintained for a long time.

請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載のインライン型ポンプにおいて、第二の圧力室にはロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設けられているので、ステータの内側に設けられた軸流羽根と、第二の圧力室に設けられた第二の軸流羽根とにより圧力を分散して流体を送ることができる。したがって、ロータを小型化したときに、軸流羽根の流体送り性能の低下分を第二の軸流羽根により補うことができる。これにより、さらなる小型化を図ることを満足しつつ、流体を効率よく送ることができる。   According to the third aspect of the present invention, in the in-line pump according to the first or second aspect, the second pressure chamber is provided with the second axial flow blade that rotates integrally with the rotor. The pressure can be dispersed and the fluid can be sent by the axial flow blade provided inside and the second axial flow blade provided in the second pressure chamber. Therefore, when the rotor is downsized, the decrease in the fluid feeding performance of the axial flow blade can be compensated for by the second axial flow blade. Thereby, the fluid can be efficiently sent while satisfying further miniaturization.

請求項5記載発明によれば、請求項4記載のインライン型ポンプにおいて、ロータの軸線を中心とする半径が最小となる軸流羽根の凹部の径はロータの回転軸を支承する滑り軸受を支持するために仕切壁に形成された支持部の径より大きな径に定められているので、軸流羽根により送られた流体と滑り軸受を支持する支持部との衝突による損失を低減できる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the in-line pump according to the fourth aspect, the diameter of the concave portion of the axial flow vane having a minimum radius around the axis of the rotor supports the sliding bearing that supports the rotating shaft of the rotor. Therefore, the diameter of the support portion formed on the partition wall is set larger than the diameter of the support portion, so that the loss caused by the collision between the fluid sent by the axial flow blade and the support portion supporting the slide bearing can be reduced.

請求項6記載の発明によれば、請求項4又は5記載のインライン型ポンプにおいて、軸流羽根は円柱体の外周に螺旋溝を形成してなり、その螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められているので、流路抵抗を小さくし渦の発生を抑制できる。これにより、流体をさらに効率よく送ることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, in the inline pump according to the fourth or fifth aspect, the axial flow blade has a spiral groove formed on the outer periphery of the cylindrical body, and the width and the depth of the spiral groove are substantially equal. Since the value is set to the value, the flow path resistance can be reduced and the generation of vortices can be suppressed. Thereby, the fluid can be sent more efficiently.

請求項7記載の発明によれば、軸流羽根により排出口に向けて送られる流体の回転運動エネルギーを圧力室に導いて静圧エネルギーに変換するとともに、別系統の吸入流路を経由して圧力室に導き、この二系統の経路を経由して圧力室に導いた流体を遠心羽根の回転により案内流路を経由して排出口から排出するように構成したので、流体を効率よく送ることができ、したがって、ポンプ効率の向上を図ることができる。さらに、軸流羽根により送られる流体から遠心羽根に作用する圧力と、吸入流路を経由する流体から遠心羽根に作用する圧力とが相殺するように構成したので、流体がロータに与えるスラスト荷重を軽減することができる。   According to the invention as set forth in claim 7, the rotational kinetic energy of the fluid sent toward the discharge port by the axial flow blade is guided to the pressure chamber to be converted into static pressure energy, and via a separate suction passage. Guided to the pressure chamber, and the fluid guided to the pressure chamber via these two routes is discharged from the outlet through the guide channel by the rotation of the centrifugal blade, so that the fluid can be sent efficiently Therefore, the pump efficiency can be improved. Further, since the pressure acting on the centrifugal vanes from the fluid sent by the axial flow vanes and the pressure acting on the centrifugal vanes from the fluid passing through the suction flow path are offset, the thrust load given to the rotor by the fluid is reduced. Can be reduced.

請求項8記載の発明によれば、請求項7記載のインライン型ポンプにおいて、案内流路における圧力室との接続部は、流す流体のエネルギーがロータの軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定められているので、ロータにかかるラジアル方向の負荷を軽減することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, in the in-line pump according to the seventh aspect, in the connection portion of the guide flow path with the pressure chamber, the energy of the flowing fluid is substantially equal at a symmetrical position about the axis of the rotor. Therefore, the load on the rotor in the radial direction can be reduced.

(第1の参考例)
まず、第1の参考例について説明する。
(First Reference Example)
First, a first reference example will be described.

図1から図5に示すように、インライン型ポンプ1は、モータ2の主要部を構成するステータ3とこのステータ3の内径にロータ4を回転可能にし支持するフレーム5、6と圧力室7とから構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 5, the in-line type pump 1 includes a stator 3 constituting a main part of a motor 2, frames 5 and 6 for rotatably supporting a rotor 4 on an inner diameter of the stator 3, and a pressure chamber 7. It is composed of

ステータ3は、内周に6極の同形状の磁極8を60°のピッチで配置するステータコア9、およびこのステータコア9の各磁極8にコイル10等から構成されている。ステータコア9は、円筒状で、軸方向に複数の珪素鋼板を積層して形成されている。コイル10は、ステータコア9の各磁極8に順に、A相、B相、C相、A相、B相、C相として反時計回り方向に巻装されている。そして、各相をY結線またはΔ結線にて配線処理し、外部に3本のリード線を引き出し、その各リード線に位相が120°の異なる3相交流を印加し、その周波数を変えることによって回転速度を可変できるようになっている。   The stator 3 includes a stator core 9 having six poles of the same shape arranged at an inner circumference at a pitch of 60 °, and a coil 10 and the like for each magnetic pole 8 of the stator core 9. Stator core 9 is cylindrical and is formed by stacking a plurality of silicon steel plates in the axial direction. The coil 10 is wound around the magnetic poles 8 of the stator core 9 in the order of A-phase, B-phase, C-phase, A-phase, B-phase and C-phase in the counterclockwise direction. Then, each phase is wired in a Y-connection or a Δ-connection, three lead wires are drawn out, and a three-phase alternating current having a phase of 120 ° is applied to each lead wire, and the frequency is changed. The rotation speed can be changed.

ステータ3のステータコア9の内周面全体とコイル10を含む内部をポリエステル等の絶縁性樹脂11でモールドにより防水処理をしている。   The entire inner peripheral surface of the stator core 9 of the stator 3 and the inside including the coil 10 are waterproofed by molding with an insulating resin 11 such as polyester.

図3に示すように、ロータ4は、ロータコア12、およびこのロータコア12を保持する回転軸13等から構成されている。回転軸13は、ベアリング14,14を介してフレーム5,6のベアリング支持体15,15に回転可能に支持されている。   As shown in FIG. 3, the rotor 4 includes a rotor core 12, a rotating shaft 13 for holding the rotor core 12, and the like. The rotating shaft 13 is rotatably supported by bearing supports 15, 15 of the frames 5, 6 via bearings 14, 14.

ロータコア12は、円周方向に交互に異極になるように磁化された4極の突極16をモールドにより円筒状とし、その外周部に、螺旋状の凹部17を形成している。ステータ3の内径とこの凹部17とで軸方向の流体の流路を形成している。この螺旋状の凹部17が軸流羽根の機能を果たすものである。この凹部17の幅・深さ・傾斜角・螺旋ピッチ等はポンプの所望する性能によって選択される。すなわち、性能によっては、螺旋ピッチは1条からN条の間で選択できる。なお、凹部の形状は、V溝、U溝等あらゆる形状に対応できる。   The rotor core 12 is formed by molding four salient poles 16 magnetized so as to have different polarities alternately in the circumferential direction into a cylindrical shape by molding, and has a spiral concave portion 17 formed in the outer peripheral portion thereof. The inner diameter of the stator 3 and the concave portion 17 form an axial fluid flow path. This spiral concave portion 17 functions as an axial blade. The width, depth, inclination angle, spiral pitch and the like of the concave portion 17 are selected according to the desired performance of the pump. That is, the helical pitch can be selected from 1 to N depending on the performance. The shape of the concave portion can correspond to any shape such as a V-groove and a U-groove.

一方フレーム5には、ロータ4の一端部18の間に流体を吸入する吸入口19を形成するとともに、他方フレーム6はロータ4の他端部20の間に圧力室7を介して流体を吐出する排出口21を形成する。吸入口19はフレーム5とベアリング支持体15とを架橋する固定案内羽根22によって4分割している。圧力室7は、回転流体の流速を滑らかにし減速する働きを有する。この圧力室7は、ロータ4の他端側に配置されている。そして、ベアリング支持体15,15はロータ4の凹部17の底部直径より内周になるように設けている。   On the other hand, the frame 5 has a suction port 19 formed between one end 18 of the rotor 4 for sucking fluid, and the other frame 6 discharges fluid between the other end 20 of the rotor 4 via the pressure chamber 7. The discharge port 21 is formed. The suction port 19 is divided into four by fixed guide vanes 22 that bridge the frame 5 and the bearing support 15. The pressure chamber 7 has a function of smoothing and reducing the flow velocity of the rotating fluid. This pressure chamber 7 is arranged on the other end side of the rotor 4. The bearing supports 15 are provided on the inner periphery of the bottom diameter of the concave portion 17 of the rotor 4.

次に、このインライン型ポンプの動作原理について図4および図5を用いて説明する。まず、ステータコア9のA相コイルを励磁すると、このA相の磁極8がS極となり、図4の(a)に示すように、ロータコア12のN極の突極がA磁極の位置にきて安定する。次に、B相コイルを励磁すると、このB相の磁極8がS極となり、図4の(b)に示すように、ロータコア12はN極の突極がB相の磁極8の位置にきて安定する。次にC相コイルを励磁すると、このC相の磁極8がS極となり、図4の(c)に示すように、ロータコア12のN極の突極がC相の磁極8の位置にきて安定する。   Next, the operating principle of the in-line pump will be described with reference to FIGS. First, when the A-phase coil of the stator core 9 is excited, the A-phase magnetic pole 8 becomes the S-pole, and as shown in FIG. 4A, the N-pole salient pole of the rotor core 12 comes to the position of the A-magnetic pole. Stabilize. Next, when the B-phase coil is excited, the B-phase magnetic pole 8 becomes the S-pole, and as shown in FIG. 4 (b), the rotor core 12 has the N-pole salient pole located at the position of the B-phase magnetic pole 8. And stable. Next, when the C-phase coil is excited, the C-phase magnetic pole 8 becomes the S-pole, and the N-pole salient pole of the rotor core 12 comes to the position of the C-phase magnetic pole 8 as shown in FIG. Stabilize.

次に、再びA相コイルを励磁すると、このA相の磁極8がS極となり、図5の(a)に示すように、ロータコア12はN極の突極がA相の磁極8の位置にきて安定する。次に、B相コイルを励磁すると、このB相の磁極8がS極となり、図5の(b)に示すように、ロータコア12はN極の突極がB相の磁極8の位置にきて安定する。次に、C相コイルを励磁すると、このC相の磁極8がS極となり、図5の(c)に示すように、ロータコア12はN極の突極がC相の磁極8の位置にきて安定する。そして再度A相コイルを励磁すると、このA相の磁極8がS極となり、図4の(a)の状態に戻りロータはちょうど1回転することになる。このようにして励磁相を順次切り替えていることによりロータコア12は回転し、その切替速度を可変することでモータの速度が変化する。   Next, when the A-phase coil is excited again, the A-phase magnetic pole 8 becomes the S-pole, and as shown in FIG. 5 (a), the rotor core 12 moves the N-pole salient pole to the position of the A-phase magnetic pole 8. Come and be stable. Next, when the B-phase coil is excited, the B-phase magnetic pole 8 becomes an S-pole, and as shown in FIG. 5 (b), the rotor core 12 has the N-pole salient pole at the position of the B-phase magnetic pole 8. And stable. Next, when the C-phase coil is excited, the C-phase magnetic pole 8 becomes the S-pole, and as shown in FIG. 5 (c), the rotor core 12 has the N-pole salient pole located at the position of the C-phase magnetic pole 8. And stable. Then, when the A-phase coil is excited again, the magnetic pole 8 of the A-phase becomes the S-pole, and the rotor returns to the state shown in FIG. The rotor core 12 rotates by sequentially switching the excitation phases in this manner, and the speed of the motor changes by changing the switching speed.

図1の構成において、ロータ4が回転すると、このロータ4の外周部の螺旋状の凹部からなる軸流羽根が回転し、流体が図中矢印で示すように、吸込部から流体が流入し、ステータ3とロータ4の螺旋状の凹部17を通り、さらに、圧力室7を通って流体が排出口21から流出することになる。   In the configuration of FIG. 1, when the rotor 4 rotates, the axial flow blade formed of a spiral concave portion on the outer peripheral portion of the rotor 4 rotates, and the fluid flows in from the suction portion as indicated by an arrow in the drawing. The fluid flows out of the outlet 21 through the spiral recess 17 of the stator 3 and the rotor 4 and further through the pressure chamber 7.

このように、ロータ4の外周部に回転軸13の軸方向に連通した螺旋状の凹部17を形成し、軸流羽根を形成するようにしているので、ロータ4の螺旋状の凹部17による軸流羽根で加速される流体は旋回される。この運動エネルギーを圧力に変換するための圧力室7をロータ4の吐出側に設けてある。ロータ4の軸流羽根から吐出された流体は圧力室7内で旋回し、外周に拡散される。その吐出流は外周ほど流速が減少し、圧力は増える。この圧力室7を設けたことによる軸流羽根の負荷はほとんど無視できるが、羽根の軸方向に対する傾斜角を45〜70°とした。その結果、いずれの軸流羽根においても圧力室7の無いものに比べ50%ほどの吐出圧および流量の向上が図れた。   As described above, since the spiral concave portion 17 communicating with the rotating shaft 13 in the axial direction is formed in the outer peripheral portion of the rotor 4 to form the axial flow blade, the shaft formed by the spiral concave portion 17 of the rotor 4 is formed. The fluid accelerated by the flow vanes is swirled. A pressure chamber 7 for converting the kinetic energy into pressure is provided on the discharge side of the rotor 4. The fluid discharged from the axial flow blades of the rotor 4 turns in the pressure chamber 7 and is diffused to the outer periphery. In the discharge flow, the flow velocity decreases toward the outer periphery, and the pressure increases. Although the load on the axial flow blade due to the provision of the pressure chamber 7 can be almost ignored, the inclination angle of the blade with respect to the axial direction is set to 45 to 70 °. As a result, in each of the axial flow blades, the discharge pressure and the flow rate were improved by about 50% as compared with those without the pressure chamber 7.

さらに、ステータ3を絶縁性樹脂11でモールドして防水処理をしているので、このインライン型ポンプを水中で使用することもできる。これによって冷却効果を高めることができるので、小形化しても十分な放熱ができる。   Further, since the stator 3 is molded with the insulating resin 11 to perform waterproofing, the inline pump can be used underwater. As a result, the cooling effect can be enhanced, and sufficient heat radiation can be achieved even if the size is reduced.

(第2の参考例)
次に第2の参考例について説明する。なお、前述した第1の参考例と同一の部分には同一の符号をつけて、異なる部分について説明する。
(Second reference example)
Next, a second reference example will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

図6に示すように、ロータ4の他端部20を圧力室7内部まで延長して配置している。そして、ロータ4の螺旋状の凹部17の底を次第に浅くすることで、軸流成分を外周方向に向けるようにしている。さらにロータ4に対向する圧力室7に整流部としての傾斜部23を設けることで、軸流羽根からの吐出流が圧力室7底面との直角方向の衝突による乱流の発生を防止し、外周方向への圧力を高めることができる。   As shown in FIG. 6, the other end 20 of the rotor 4 is arranged to extend to the inside of the pressure chamber 7. The bottom of the spiral concave portion 17 of the rotor 4 is gradually made shallow, so that the axial flow component is directed to the outer peripheral direction. Further, by providing the pressure chamber 7 facing the rotor 4 with the inclined section 23 as a rectifying section, it is possible to prevent the discharge flow from the axial flow blade from generating a turbulent flow due to a collision at right angles to the bottom surface of the pressure chamber 7. The pressure in the direction can be increased.

(第3の参考例)
次に第3の参考例について説明する。なお、前述した各参考例と同一の部分には同一の符号をつけて、異なる部分について説明する。
(Third reference example)
Next, a third reference example will be described. Note that the same reference numerals are given to the same portions as those in each of the above-described reference examples, and different portions will be described.

図7〜8図に示すように、遠心羽根24は、回転方向に傾斜したブレード25を有する。この遠心羽根24のブレード25側とロータ4の他端部20に対向して回転軸13に取付け、圧力室7内に配置している。同一サイズのポンプにあって流体の旋回速度が向上するため、ポンプ出力の増大および最大吐出圧力の向上に有効なものとなる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the centrifugal blade 24 has a blade 25 inclined in the rotation direction. The centrifugal blade 24 is mounted on the rotating shaft 13 so as to face the blade 25 side and the other end 20 of the rotor 4, and is disposed in the pressure chamber 7. Since the swirling speed of the fluid is improved in the same size pump, it is effective in increasing the pump output and improving the maximum discharge pressure.

なお、各参考例では4極突極構造のロータを用いたものについて述べたが、必ずしもこれに限定するものではないのは勿論である。   In each of the reference examples, a rotor using a four-pole salient pole structure is described. However, it is needless to say that the present invention is not necessarily limited to this.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態を図9ないし図11に基いて説明する。図9はインライン型ポンプP1の縦断側面図、図10は図9における矢視A−A線部の断面図、図11はロータの一部を示す縦断側面図である。
(First Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 is a vertical sectional side view of the in-line pump P1, FIG. 10 is a sectional view taken along line AA of FIG. 9, and FIG. 11 is a vertical sectional side view showing a part of the rotor.

図9において、101はモータである。モータ101は筒状のステータ102とロータ103とにより構成されている。ステータ102は、環状の鉄心を積層することにより形成されたステータコア104と、このステータコア104に巻回されたコイル105と、このコイル105をステータコア104の端面とともに覆う樹脂層106とを有する。   In FIG. 9, reference numeral 101 denotes a motor. The motor 101 includes a cylindrical stator 102 and a rotor 103. The stator 102 has a stator core 104 formed by laminating an annular iron core, a coil 105 wound around the stator core 104, and a resin layer 106 that covers the coil 105 together with the end face of the stator core 104.

ロータ103は、中心に回転軸107を固定的に備えた軸流羽根108と、この軸流羽根108の外周の一部に設けられた磁極109とを有する。本実施の形態における軸流羽根108は、円柱体110の外周に螺旋溝111を形成してなり、図11に示すように、螺旋溝111の幅wと深さhとは略等しい値に定められている。   The rotor 103 has an axial flow blade 108 fixedly provided with a rotation shaft 107 at the center, and a magnetic pole 109 provided on a part of the outer periphery of the axial flow blade 108. The axial flow blade 108 in the present embodiment has a spiral groove 111 formed on the outer periphery of a cylindrical body 110, and the width w and the depth h of the spiral groove 111 are set to substantially equal values, as shown in FIG. Have been.

ステータ102の一端にはフランジ112が固定されている。このフランジ112は、ベアリング113を支持するドーム状の支持部114とこの支持部114の周囲を開口する開口部115とを有し、この開口部115には複数の整流板116が放射状に形成されている。   A flange 112 is fixed to one end of the stator 102. The flange 112 has a dome-shaped support portion 114 for supporting a bearing 113 and an opening 115 opening around the support portion 114, and a plurality of rectifying plates 116 are radially formed in the opening 115. ing.

また、フランジ112の表面には流体を吸入する吸入口117を有する吸入口体118が固定されている。ステータ102の他端の周縁には、排出口119を有するカップ状の排出口体120の周縁が固定的に接合され、この排出口体120の内方には仕切壁121が設けられている。この仕切壁121は排出口体120と一体に形成されているが、別部材により形成して排出口体120に固定してもよい。この仕切壁121とステータ102及びロータ103の端部との間には圧力室122が形成され、仕切壁121と排出口119との間には第二の圧力室123が形成され、これらの圧力室122,123は仕切壁121の外周部に形成された複数の案内孔124により接続されている。これらの案内孔124の中心には、図10に示すように、排出口体120の内周面と仕切壁121の外周縁とを結ぶリブ125が設けられている。これらのリブ125は、流体の旋回方向の流れを軸流方向に修正し得るように軸流羽根108の回転軸107に対する傾斜角が定められている。   A suction port body 118 having a suction port 117 for suctioning a fluid is fixed to the surface of the flange 112. A peripheral edge of a cup-shaped discharge port body 120 having a discharge port 119 is fixedly joined to a peripheral edge of the other end of the stator 102, and a partition wall 121 is provided inside the discharge port body 120. Although this partition wall 121 is formed integrally with the discharge port body 120, it may be formed by a separate member and fixed to the discharge port body 120. A pressure chamber 122 is formed between the partition wall 121 and the ends of the stator 102 and the rotor 103, and a second pressure chamber 123 is formed between the partition wall 121 and the discharge port 119. The chambers 122 and 123 are connected by a plurality of guide holes 124 formed on the outer periphery of the partition wall 121. As shown in FIG. 10, a rib 125 connecting the inner peripheral surface of the discharge port body 120 and the outer peripheral edge of the partition wall 121 is provided at the center of the guide holes 124. The inclination angles of the axial flow blades 108 with respect to the rotation shaft 107 are determined so that the ribs 125 can correct the flow of the fluid in the swirling direction in the axial flow direction.

さらに、図9に示すように、仕切壁121の中央部には滑り軸受126の外周を支持する支持部127と、第二の圧力室123と滑り軸受126の内周面とを連通するリーク流路128とが形成されている。   Further, as shown in FIG. 9, a support portion 127 supporting the outer periphery of the slide bearing 126 is provided at a central portion of the partition wall 121, and a leak flow communicating the second pressure chamber 123 and the inner peripheral surface of the slide bearing 126. A passage 128 is formed.

そして、ロータ103の回転軸107はベアリング113と滑り軸受126とにより回転自在に支承されている。さらに、ロータ103の軸線(回転中心)を中心とする半径が最小となる軸流羽根108の凹部(この例では螺旋溝111の底部)の径は支持部127の径より大きな径に定められている。   The rotating shaft 107 of the rotor 103 is rotatably supported by a bearing 113 and a sliding bearing 126. Further, the diameter of the concave portion (the bottom of the spiral groove 111 in this example) of the axial flow blade 108 having the minimum radius centered on the axis (rotation center) of the rotor 103 is determined to be larger than the diameter of the support portion 127. I have.

このような構成において、吸入口117を流体供給元に接続し、排出口119を流体供給先に接続し、コイル105に電流を流すとモータ101が駆動される。すなわち軸流羽根108を有するロータ103が回転する。これにより、流体は吸入口117から吸入され、フランジ112の開口部115に形成された整流板116により整流され、軸流羽根108によって圧力室122に圧送され、さらに案内孔124から第二の圧力室123を経由して排出口119から排出される。この場合、軸流羽根108の回転により流体は旋回しながら送られるが、圧力室122で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに変換されるため、流体を効率よく排出口119から送り出すことができる。   In such a configuration, when the suction port 117 is connected to the fluid supply source, the discharge port 119 is connected to the fluid supply destination, and a current flows through the coil 105, the motor 101 is driven. That is, the rotor 103 having the axial blades 108 rotates. As a result, the fluid is sucked in from the suction port 117, is rectified by the rectifying plate 116 formed in the opening 115 of the flange 112, is sent to the pressure chamber 122 by the axial flow vanes 108, and is further supplied to the second pressure from the guide hole 124. It is discharged from the discharge port 119 via the chamber 123. In this case, the fluid is sent while rotating while the axial flow blade 108 rotates, but the rotational kinetic energy is converted into static pressure energy in the pressure chamber 122, so that the fluid can be efficiently sent out from the discharge port 119.

すなわち、螺旋溝111から吐出される流体の回転速度は、その回転の半径が外周方向になるにつれて低速度となり、その運動エネルギーの速度の差分が圧力に変換されるこことなる。   That is, the rotational speed of the fluid discharged from the spiral groove 111 becomes lower as the radius of the rotation becomes closer to the outer circumference, and the difference in the speed of the kinetic energy is converted into pressure.

また、本実施の形態では、仕切壁121の中心にはロータ103の回転軸107を所定のクリアランスをもって回転自在に支承する滑り軸受126が設けられ、仕切壁121には第二の圧力室123と滑り軸受126の内周面とを連通するリーク流路128が形成されているため、ロータ103の回転軸107と滑り軸受126との間には第二の圧力室123内の流体が均一な圧力分布をもって介在する。したがって、回転軸107の潤滑を長期にわたり良好に維持できる。   In the present embodiment, a sliding bearing 126 that rotatably supports the rotating shaft 107 of the rotor 103 with a predetermined clearance is provided at the center of the partition wall 121, and the partition wall 121 has a second pressure chamber 123 and a sliding bearing 126. Since the leak flow path 128 communicating with the inner peripheral surface of the slide bearing 126 is formed, the fluid in the second pressure chamber 123 has a uniform pressure between the rotation shaft 107 of the rotor 103 and the slide bearing 126. Intervene with distribution. Therefore, the lubrication of the rotating shaft 107 can be favorably maintained for a long time.

さらに、本実施の形態では、ロータ103の軸線を中心とする半径が最小となる軸流羽根108の凹部(この例では螺旋溝111の底部)の径は支持部127の径より大きな径に定められているので、流体を案内孔124が形成されている圧力室122の外側に向けて導き易くすることができ、軸流羽根108により送られた流体と滑り軸受126を支持する支持部127との衝突による損失を低減できる。   Further, in the present embodiment, the diameter of the concave portion of the axial flow blade 108 (the bottom of the spiral groove 111 in this example) having the minimum radius centered on the axis of the rotor 103 is set to be larger than the diameter of the support portion 127. Therefore, the fluid can be easily guided toward the outside of the pressure chamber 122 in which the guide hole 124 is formed, and the fluid sent by the axial flow blade 108 and the supporting portion 127 that supports the sliding bearing 126 can be provided. Loss due to collision of the vehicle.

なお、支持部127の径より大きくする軸流羽根の凹部とは上記の例に限定されるものではない。例えば、特許文献1に記載されているように、多数のコア片を積層することにより、突極と凹部とを有する軸流羽根における凹部も含む。また、傾斜した複数枚の羽根を有するスクリュウ或いはインペラと称する軸流羽根を用いた場合には、回転軸に対する羽根の付け根を凹部とする。   Note that the concave portion of the axial flow blade that is larger than the diameter of the support portion 127 is not limited to the above example. For example, as described in Patent Literature 1, a plurality of core pieces are stacked to include a concave portion in an axial flow blade having salient poles and a concave portion. In the case where an axial flow blade called a screw or an impeller having a plurality of inclined blades is used, the root of the blade with respect to the rotating shaft is a concave portion.

すなわち、支持部127の径より軸流羽根の凹部の径を大きくすることとは、換言すれば、支持部127の半径方向外側に向けて流体を流し易くするように軸流羽根の寸法形状を定めるということである。この条件を満たしているのが上記の軸流羽根108で、この軸流羽根108を用いることにより、送られた流体と滑り軸受126を支持する支持部127との衝突による損失を低減できる。   That is, to make the diameter of the concave portion of the axial flow blade larger than the diameter of the support portion 127, in other words, to change the dimension and shape of the axial flow blade so that the fluid can easily flow toward the outside in the radial direction of the support portion 127. It is to determine. The axial flow blade 108 satisfies this condition. By using the axial flow blade 108, it is possible to reduce the loss due to collision between the sent fluid and the support portion 127 supporting the sliding bearing 126.

図10に示すように、軸流羽根108は円柱体110の外周に螺旋溝111を形成してなる。この場合、wとhとは可能な限り大きくすればする程、流路抵抗が減少し効率は向上する。しかし、hを一定にしたとき、w>hとなるようにwを大きくすればする程、層流常態がくずれて螺旋溝111の回転方向後方部の吸入側に戻される乱流が発生し、効率が低下する。また、w<hでは、上記の乱流の発生はないが流路抵抗が増加して効率を低下させてしまう。しかし、本実施の形態では、螺旋溝111の幅wと深さhとは略等しい値に定められているので、流体をさらに効率よく送ることができる。   As shown in FIG. 10, the axial flow blade 108 is formed by forming a spiral groove 111 on the outer periphery of a cylindrical body 110. In this case, as w and h are made as large as possible, the flow path resistance is reduced and the efficiency is improved. However, when h is constant, the larger the value of w is such that w> h, the more the laminar flow normal state is disturbed, and a turbulent flow is generated, which is returned to the suction side behind the spiral groove 111 in the rotational direction, Efficiency decreases. When w <h, the above-mentioned turbulence does not occur, but the flow path resistance increases and the efficiency decreases. However, in the present embodiment, since the width w and the depth h of the spiral groove 111 are set to substantially the same value, the fluid can be sent more efficiently.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を図12に基いて説明する。第1の実施の形態と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。図12はインライン型ポンプP2の縦断側面図である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 12 is a vertical sectional side view of the in-line pump P2.

本実施の形態におけるインライン型ポンプP2は、ロータ103の回転軸107が第二の圧力室123まで延出され、その延出部分に第二の軸流羽根129が固定的に設けられている。この第二の軸流羽根129は複数の羽根を有する軸流インペラを用いている。   In the in-line pump P2 in the present embodiment, the rotating shaft 107 of the rotor 103 extends to the second pressure chamber 123, and a second axial flow blade 129 is fixedly provided at the extending portion. The second axial blade 129 uses an axial impeller having a plurality of blades.

このような構成において、ステータ102の内側に設けられた軸流羽根108と、第二の圧力室123に設けられた第二の軸流羽根129とにより圧力を分散して流体を送ることができる。また、モータ101の動力も分散できる。このようにすることで、ロータ103を小型化したときに、軸流羽根108の流体送り性能の低下分を第二の軸流羽根129により補うことができる。これにより、モータ101の小型化を図ることを満足しつつ、流体を効率よく送ることができる。   In such a configuration, the fluid can be sent by dispersing the pressure by the axial blade 108 provided inside the stator 102 and the second axial blade 129 provided in the second pressure chamber 123. . Further, the power of the motor 101 can be dispersed. By doing so, when the rotor 103 is downsized, the second axial blade 129 can compensate for the decrease in the fluid feeding performance of the axial blade 108. Thereby, the fluid can be efficiently sent while satisfying the miniaturization of the motor 101.

(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を図13ないし図15に基いて説明する。第1の実施の形態と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。図13はインライン型ポンプP3の縦断側面図、図14は図13に示すインライン型ポンプP3を90度異なる方向から見た縦断側面図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 13 is a longitudinal side view of the inline pump P3, and FIG. 14 is a longitudinal side view of the inline pump P3 shown in FIG.

本実施の形態におけるモータ101はステータ102の外周を覆う円筒130を備えている。このモータ101の一端(図13及び図14において下端)には接続口体131が固定されている。この接続口体131は、ロータ103が有する軸流羽根108により吸入される流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する圧力室132と、この圧力室132の外周部において180度の間隔を隔てた位置から下方に突出するパイプ状の二本の案内流路133とを有する。これらの案内流路133はロータ103の中心の延長線上において合流され、この合流点の先には排出口134が形成されている。そして、圧力室132にはロータ103の回転軸107の下端に固定された遠心羽根135が設けられている。遠心羽根135を貫通する回転軸107の一端は接続口体131の中心に設けた支持部136によって支持された軸受137により回転自在に支承されている。   The motor 101 according to the present embodiment includes a cylinder 130 that covers the outer periphery of the stator 102. A connection port 131 is fixed to one end (the lower end in FIGS. 13 and 14) of the motor 101. The connection port body 131 is separated from a pressure chamber 132 that converts the rotational kinetic energy of the fluid sucked by the axial flow blade 108 of the rotor 103 into static pressure energy, and is spaced 180 degrees from the outer periphery of the pressure chamber 132. And two pipe-shaped guide passages 133 projecting downward from the inclined position. These guide channels 133 are merged on an extension of the center of the rotor 103, and a discharge port 134 is formed at the junction. The pressure chamber 132 is provided with a centrifugal blade 135 fixed to the lower end of the rotating shaft 107 of the rotor 103. One end of the rotating shaft 107 penetrating through the centrifugal blade 135 is rotatably supported by a bearing 137 supported by a support 136 provided at the center of the connection port 131.

138は容器状に形成された吸入ケースである。この吸入ケース138の開口面は、中央部に吸入口139が形成された吸込口体140により覆われている。モータ101と接続口体131の一部は吸入ケース138に収納されている。   138 is a suction case formed in a container shape. The opening surface of the suction case 138 is covered by a suction port body 140 having a suction port 139 formed at the center. The motor 101 and a part of the connection port 131 are accommodated in a suction case 138.

図15は図13における矢視B方向から見たインライン型ポンプP3の底面図である。図中、132aは圧力室132の底面で、この底面132aは円筒形状のモータ101の底面に合わせて円板形状に定められているが、案内流路133のみは吸入ケース138の下方において露出するような寸法形状に形成されている。   FIG. 15 is a bottom view of the in-line pump P3 viewed from the direction of arrow B in FIG. In the drawing, reference numeral 132a denotes a bottom surface of the pressure chamber 132, and the bottom surface 132a is formed in a disk shape in conformity with the bottom surface of the cylindrical motor 101, but only the guide channel 133 is exposed below the suction case 138. It is formed in such a dimensional shape.

そして、モータ101の外周及び接続口体131の外周と吸入ケース138の内面との間に流体を吸い込む吸入流路141が形成されている。この吸入流路141は、図13及び図14に矢印をもって示すように、吸入口139から吸入される流体をステータ102の外周部を経由して圧力室132に導き、遠心羽根135の軸流羽根108とは反対側の面に向けて送り込むように経路が定められている。すなわち、この吸入流路141は、図13に示すように、回転軸107の中心を間にして接続口体131の圧力室132の底部の対称位置に形成された二つの接続孔142に接続された接続部141aを備えている。この接続部141aは、図13で明らかなように、接続口体131の圧力室132の底面132aと案内流路133との間を潜り抜けるように配置されている。   A suction passage 141 for sucking fluid is formed between the outer periphery of the motor 101 and the outer periphery of the connection port 131 and the inner surface of the suction case 138. As shown by arrows in FIGS. 13 and 14, the suction flow path 141 guides the fluid sucked from the suction port 139 to the pressure chamber 132 via the outer peripheral portion of the stator 102, and the axial flow blade of the centrifugal blade 135. The path is set so as to be fed toward the surface opposite to 108. That is, as shown in FIG. 13, the suction passage 141 is connected to two connection holes 142 formed at symmetrical positions on the bottom of the pressure chamber 132 of the connection port 131 with the center of the rotation shaft 107 therebetween. Connection portion 141a. As is apparent from FIG. 13, the connection portion 141 a is disposed so as to pass through between the bottom surface 132 a of the pressure chamber 132 of the connection port body 131 and the guide channel 133.

このような構成において、ロータ103を回転させると、吸入口139から吸入された流体は、フランジ112の開口部115に形成された整流板116により整流され、軸流羽根108によって圧力室132に圧送されてこの圧力室132で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに変換されるとともに、別系統の吸入流路141を経由して圧力室132に導かれる。この二系統の経路を経由して圧力室132に導かれた流体は遠心羽根135の回転により案内流路133を経由して排出口134から排出される。これにより、流体を効率よく送ることができる。   In such a configuration, when the rotor 103 is rotated, the fluid sucked from the suction port 139 is rectified by the rectifying plate 116 formed in the opening 115 of the flange 112, and is sent to the pressure chamber 132 by the axial flow blade 108. Then, the rotational kinetic energy is converted into static pressure energy in the pressure chamber 132, and is guided to the pressure chamber 132 via the suction passage 141 of another system. The fluid guided to the pressure chamber 132 via the two paths is discharged from the discharge port 134 via the guide channel 133 by the rotation of the centrifugal blade 135. Thereby, the fluid can be sent efficiently.

この場合、軸流羽根108と一体に回転する遠心羽根135は、軸流羽根108により送られる流体の圧力を図13及び図14において上面で受け、吸入流路141の接続部141aを通して送られる流体の圧力を下面で受ける。すなわち、双方向の圧力が互いに相殺する方向に作用するため、流体がロータ103に与えるスラスト荷重を軽減することができる。   In this case, the centrifugal blade 135 that rotates integrally with the axial flow blade 108 receives the pressure of the fluid sent by the axial flow blade 108 on the upper surface in FIGS. 13 and 14, and the fluid that is sent through the connection portion 141 a of the suction flow path 141. Is received on the lower surface. That is, since the bidirectional pressures act in directions that cancel each other, the thrust load applied to the rotor 103 by the fluid can be reduced.

さらに、モータ101及び圧力室132の外周との間で形成される吸入流路141の大部分は円環状の形状をもって均等の流路断面積をもち、さらに、吸入流路141の一部をなす接続部141a及び接続口体131の案内流路133はロータ103の回転軸107の軸線を中心として対称位置に対称的な形状寸法をもって形成されている。すなわち、吸入流路141と案内流路133とは、流す流体のエネルギーがロータ103の軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定められていることになる。したがって、ロータ103にかかるラジアル方向の負荷を軽減することができる。これにより、ベアリング113及び軸受137並びに回転軸107の寿命を増し、長期にわたりモータ101を円滑に回転させることができる。   Further, most of the suction flow path 141 formed between the motor 101 and the outer periphery of the pressure chamber 132 has an annular shape, has a uniform flow path cross-sectional area, and further forms a part of the suction flow path 141. The connection portion 141a and the guide channel 133 of the connection port 131 are formed at symmetrical positions and with symmetrical shapes and sizes around the axis of the rotating shaft 107 of the rotor 103. That is, the suction flow path 141 and the guide flow path 133 are determined so that the energy of the flowing fluid is substantially equal at a symmetric position about the axis of the rotor 103. Therefore, the radial load on the rotor 103 can be reduced. Thus, the life of the bearing 113, the bearing 137, and the rotating shaft 107 can be increased, and the motor 101 can be smoothly rotated for a long time.

本発明は、各実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることは明らかである。   It is apparent that the present invention is not limited to the embodiments, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

第1の参考例を示すインライン型ポンプ全体の断面図である。It is sectional drawing of the whole in-line type pump which shows a 1st reference example. 同参考例の上面図である。It is a top view of the reference example. 同参考例のロータの正面図である。It is a front view of the rotor of the reference example. 同参考例のロータの回転動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining the rotation operation of the rotor of the reference example. 同参考例のロータの回転動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining the rotation operation of the rotor of the reference example. 第2の参考例を示すインライン型ポンプの全体の断面図であるFIG. 4 is an overall cross-sectional view of an in-line pump showing a second reference example. 第3の参考例を示すインライン型ポンプの全体の正面図である。It is a front view of the whole in-line type pump which shows a 3rd reference example. 同参考例の遠心羽根の一部断面図である。It is a partial sectional view of the centrifugal blade of the reference example. 本発明の第1の実施の形態におけるインライン型ポンプの縦断側面図である。It is a longitudinal side view of an in-line type pump in a 1st embodiment of the present invention. 図9における矢視A−A線部の断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line AA of FIG. 9. ロータの一部を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows a part of rotor. 本発明の第2の実施の形態におけるインライン型ポンプの縦断側面図である。It is a longitudinal side view of the in-line type pump in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態におけるインライン型ポンプの縦断側面図である。It is a longitudinal side view of the in-line type pump in a 3rd embodiment of the present invention. 図13に示すインライン型ポンプを90度異なる方向から見た縦断側面図である。FIG. 14 is a vertical sectional side view of the in-line pump shown in FIG. 13 viewed from a direction different by 90 degrees. 図13における矢視B方向から見たインライン型ポンプの底面図である。FIG. 14 is a bottom view of the in-line pump as viewed from the direction of arrow B in FIG. 13.

符号の説明Explanation of reference numerals

102 ステータ
103 ロータ
122、132 圧力室
117、139 吸入口
119、134 排出口
135 遠心羽根
108 軸流羽根
110 円柱体
111 螺旋溝
121 仕切壁
123 第二の圧力室
124 案内孔
126 滑り軸受
127 支持部
128 リーク流路
129 第二の軸流羽根
133 案内流路
141 吸入流路
102 Stator 103 Rotor 122, 132 Pressure chamber 117, 139 Suction port 119, 134 Discharge port 135 Centrifugal blade 108 Axial flow blade 110 Cylindrical body 111 Spiral groove 121 Partition wall 123 Second pressure chamber 124 Guide hole 126 Slide bearing 127 Support portion 128 Leak flow path 129 Second axial flow blade 133 Guide flow path 141 Suction flow path

Claims (8)

筒状のステータの内側に、吸入口から吸入される流体を排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロータを回転自在に設けたインライン型ポンプにおいて、
前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する圧力室と、
前記圧力室と前記排出口との間に配置され前記圧力室とは仕切壁により区画された第二の圧力室と、
前記仕切壁の外周部に配置されて前記圧力室と前記第二の圧力室との間を接続する案内孔と、
を備えることを特徴とするインライン型ポンプ。
An in-line pump in which a rotor having axial flow blades for axially sending fluid sucked from a suction port toward a discharge port inside a cylindrical stator is rotatably provided.
A pressure chamber for converting rotational kinetic energy of the fluid sent toward the outlet by the axial flow blade of the rotor into static pressure energy;
A second pressure chamber disposed between the pressure chamber and the discharge port, wherein the pressure chamber is partitioned by a partition wall,
A guide hole arranged on the outer peripheral portion of the partition wall and connecting between the pressure chamber and the second pressure chamber;
An in-line pump comprising:
前記仕切壁の中心には前記ロータの回転軸を所定のクリアランスをもって回転自在に支承する滑り軸受が設けられ、前記仕切壁には前記第二の圧力室と前記滑り軸受の内周面とを連通するリーク流路が形成されていることを特徴とする請求項1記載のインライン型ポンプ。   A sliding bearing is provided at the center of the partition wall to rotatably support the rotating shaft of the rotor with a predetermined clearance, and the partition wall communicates the second pressure chamber with the inner peripheral surface of the sliding bearing. The in-line pump according to claim 1, wherein a leak flow path is formed. 前記第二の圧力室には前記ロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のインライン型ポンプ。   The in-line pump according to claim 1, wherein a second axial flow blade that rotates integrally with the rotor is provided in the second pressure chamber. 前記ロータは、外径に複数個の磁極を備え、外周に軸方向に連通した螺旋溝が形成されることで前記軸流羽根を構成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一記載のインライン型ポンプ。   The rotor according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor has a plurality of magnetic poles on an outer diameter, and has a spiral groove formed in an outer periphery thereof and communicating with the axial direction. Inline pump as described. 前記ロータの軸線を中心とする半径が最小となる前記螺旋溝の凹部の径は前記滑り軸受を支持するために前記仕切壁に形成された支持部の径より大きな径に定められていることを特徴とする請求項4記載のインライン型ポンプ。   The diameter of the concave portion of the spiral groove where the radius centered on the axis of the rotor is minimum is set to a diameter larger than the diameter of the support portion formed on the partition wall to support the slide bearing. The in-line pump according to claim 4, wherein 前記螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められていることを特徴とする請求項4又は5記載のインライン型ポンプ。   6. The in-line pump according to claim 4, wherein a width and a depth of the spiral groove are set to substantially equal values. 筒状のステータの内側に、吸入口から吸入される流体を排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロータを回転自在に設けたインライン型ポンプにおいて、
前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する圧力室と、
前記圧力室に配置され前記ロータと一体に回転する遠心羽根と、
前記吸入口から吸入される前記流体を前記ステータの外周部を経由して前記圧力室に導き前記遠心羽根の前記軸流羽根とは反対側の面に向けて送り込むように経路が定められた吸入流路と、
前記遠心羽根の回転により前記圧力室内の流体を前記圧力室の外周部から排出口に導く案内流路と、
を備えることを特徴とするインライン型ポンプ。
An in-line pump in which a rotor having axial flow blades for axially sending fluid sucked from an inlet toward an outlet is rotatably provided inside a cylindrical stator,
A pressure chamber for converting the rotational kinetic energy of the fluid sent toward the outlet by the axial flow vanes of the rotor into static pressure energy;
A centrifugal blade arranged in the pressure chamber and rotating integrally with the rotor,
A suction path in which the fluid sucked from the suction port is guided to the pressure chamber via the outer peripheral portion of the stator and is sent toward a surface of the centrifugal blade opposite to the axial flow blade. A flow path;
A guide channel that guides fluid in the pressure chamber from the outer peripheral portion of the pressure chamber to a discharge port by rotation of the centrifugal blade,
An in-line pump comprising:
前記案内流路における前記圧力室との接続部は、流す流体のエネルギーが前記ロータの軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定められていることを特徴とする請求項7記載のインライン型ポンプ。




The in-line according to claim 7, wherein a connection portion of the guide passage with the pressure chamber is set such that energy of a flowing fluid is substantially equal at a symmetric position about an axis of the rotor. Type pump.




JP2004110051A 2000-01-31 2004-04-02 Inline type pump Expired - Fee Related JP4056009B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004110051A JP4056009B2 (en) 2000-01-31 2004-04-02 Inline type pump

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000022836 2000-01-31
JP2000023614 2000-02-01
JP2001008375 2001-01-17
JP2004110051A JP4056009B2 (en) 2000-01-31 2004-04-02 Inline type pump

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001013809A Division JP3562763B2 (en) 2000-01-31 2001-01-22 In-line pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004251286A true JP2004251286A (en) 2004-09-09
JP4056009B2 JP4056009B2 (en) 2008-03-05

Family

ID=33033244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004110051A Expired - Fee Related JP4056009B2 (en) 2000-01-31 2004-04-02 Inline type pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4056009B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009511802A (en) * 2005-10-05 2009-03-19 ハートウェア、インコーポレイテッド Axial pump with multi-groove rotor
KR101607301B1 (en) 2014-10-29 2016-03-29 세한산업기계 주식회사 In-line type pump for pressurizing water pipeline
JP2019134567A (en) * 2018-01-30 2019-08-08 本田技研工業株式会社 Stator of rotary electric machine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2710447B1 (en) * 1993-09-21 1995-11-10 Alcatel Cable Isolation structure for cable.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009511802A (en) * 2005-10-05 2009-03-19 ハートウェア、インコーポレイテッド Axial pump with multi-groove rotor
KR101607301B1 (en) 2014-10-29 2016-03-29 세한산업기계 주식회사 In-line type pump for pressurizing water pipeline
JP2019134567A (en) * 2018-01-30 2019-08-08 本田技研工業株式会社 Stator of rotary electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP4056009B2 (en) 2008-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3562763B2 (en) In-line pump
US6514053B2 (en) Motor-driven pump with a plurality of impellers
JP3400924B2 (en) Electric pump
JPH0795745A (en) Rotary electric machine
JP2003083278A (en) Integrated pump
JP6507723B2 (en) Axial fan and fan unit
JP5832507B2 (en) AC generator
EP3760878B1 (en) Electric blower, electric vacuum cleaner and hand dryer
WO2018011970A1 (en) Motor-integrated fluid machine
JP2004251286A (en) In-line type pump
CN103790837A (en) Axial-flow type permanent magnet motor water pump
CN218416035U (en) Motor housing for an axial flow motor, axial flow motor and high-pressure fan
WO2020017161A1 (en) Electric compressor
CN109599973A (en) A kind of rotor and compressor electric motor
JP2024049915A (en) Rotary electric machine
EP0062680B1 (en) Cooling unit for a normal and reversely rotatable motor
CN110630536A (en) Fan and electromechanical assembly and method thereof
KR101852263B1 (en) Fluid machinery having multifunctional bearingless axial impeller using magnetic levitation
CN209875503U (en) High-speed fan motor
KR101953971B1 (en) Fluid machinery having impeller using magnetic levitation
JP6072167B2 (en) AC generator
JP7397258B2 (en) two stage centrifugal pump
JPWO2019106761A1 (en) Centrifugal fan and rotating electric machine
WO2006117864A1 (en) In-line pump
CN116937890A (en) Impeller cover, motor assembly and household appliance, garden tool or vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071018

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20071206

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071207

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees