JP2004301096A - ウォーターポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポンプ室1と軸受室2との間に空隙室3が形成され,該空隙室3上方に蒸気排出通路5が形成され下方に水抜き通路4が形成されたポンプハウジングAと、カップ状のプーリBとからなること。該プーリBの内周側面13aが前記蒸気排出通路5を覆うこと。前記内周側面13aが外面側排出開口5aの周囲の上部周囲外面部7aに近接してなる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリを介して蒸気排出通路の開口箇所のシール構造を構成することが簡単にでき、且つ安定したシール動作を確保し、さらに部品点数を増すことなく、コスト低減できるウォーターポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
ポンプハウジングに、軸受とメカニカルシールのための空間部とボディ上部から外部に連通する蒸気排出通路と、ボディ下部にドレン抜きのための水抜き通路が設けられたウォーターポンプが存在する。この種のものにおいて、特に蒸気排出通路の上端開口に、泥水、塵埃等の侵入を防止するためにキャップで覆われているものが下記特許文献1(特開平7−158589号)の従来技術として開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−158589号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1の従来技術として記載されたものでは、蒸気排出通路の上端開口には、泥水、塵埃等の侵入を防ぐキャップを設けなければならないので、部品点数が増加する。また、そのキャップは泥水、塵埃等の侵入を防ぐと共に水蒸気の換気をするような特殊な部品であり、製品としてコストを高めることになる。また、その反対側の水抜き通路は、開口状態のままであるため、異物の侵入があった場合、その異物の堆積により通路が塞がりドレン排出がされなくなるおそれがある。
【0005】
また、蒸気排出通路の上端開口をキャップで覆うために、そこから泥水、塵埃等の侵入を防ぐことができるが、その反面,ポンプ運転時にメカニカルシールのシール面に生じる発熱によって渦室から空間部に漏れる水蒸気等の換気作用が十分にされずに、その空間部に滞留してベアリングに水滴となって付着し、さらにベアリング内部に侵入し、ベアリングの摺動部を劣化させ、ひいてはベアリングの耐久性を低下させるおそれがある。このように、ベアリングの劣化によりポンプ寿命を低下させるおそれがある。本発明の目的は、プーリを介して蒸気排出通路に対する泥水、塵埃等の侵入を防止するシール構造を簡単に構成することができ、且つ安定したシール動作を確保することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで発明者は、上記課題を解決すべく鋭意,研究を重ねた結果、本発明を、ポンプ室と軸受室との間に空隙室が形成され,該空隙室上方に蒸気排出通路が形成され下方に水抜き通路が形成されたポンプハウジングと、カップ状のプーリとからなり、該プーリの内周側面が前記蒸気排出通路を覆うとともに、前記内周側面が外面側排出開口の周囲の上部周囲外面部に近接してなるウォーターポンプとしたことにより、プーリを介して蒸気排出通路に対する泥水、塵埃等の侵入を防止するシール構造を簡単に構成することができ、且つ安定したシール動作を確保し、上記課題を解決したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず本発明の第1実施形態について説明する。ポンプハウジングAは、その内部に、図1に示すように、ポンプ室1と軸受室2とが形成されている。該軸受室2は、内周が円形状であり、インペラ軸11の軸受部11aが収納状態にて装着される。さらに前記ポンプ室1と軸受室2との間には、空隙室3が形成されている。該空隙室3は、前記軸受室2と同一内径の円周内壁面にて囲まれた部屋である。或いは、図示しないがその空隙室3の内径は軸受室2よりも大きく形成されることもある。前記ポンプ室1には、インペラ10がインペラ軸11を介して回動自在に配置されている。そのインペラ軸11の軸受部11aは、前記軸受室2に装着される。前記メカニカルシール9は、軸受室2に装着され、軸受室2と空隙室3とが仕切られる。
【0008】
ポンプハウジングAにおいて、前記軸受室2及び空隙室3の外部側は、図1に示すように、同一軸心を共有する円筒形状とした円筒状外部A1 として形成されている。すなわち、該円筒状外部A1 の内部に軸受室2及び空隙室3が一列状に存在するものである。また、ポンプ室1の外部側は、インペラ筺部A2 としている。そして、その円筒状外部A1 の周囲と前記インペラ筺部A2 とは、略直角に接続し、その接続箇所に補強リブ等が形成されている。その円筒状外部A1 とインペラ筺部A2 との接続箇所は、略ポンプハウジングA内部の空隙室3の位置に対応している。
【0009】
この箇所における円筒状外部A1 に、ポンプハウジングAの内部と外部とを連通する水抜き通路4と蒸気排出通路5とが形成される。具体的には、ポンプハウジングAの空隙室3箇所において水抜き通路4と蒸気排出通路5とが形成されている。前記水抜き通路4はメカニカルシール9から漏れ出した流体をポンプハウジングAの外部に排出する。
【0010】
その水抜き通路4は、ポンプハウジングA内の空隙室3と外部とを連通する流路で、下方向に開口するように形成されている。すなわち、空隙室3には、メカニカルシール9が配置される部位で、メカニカルシール9からの漏水が発生する箇所である。漏水は、一旦,空隙室3内に垂れ落ちて、水抜き通路4からポンプハウジングAの外部に排水される。
【0011】
その円筒状外部A1 とインペラ筺部A2 との接続箇所で、且つ水抜き通路4の形成箇所は、図3(A),(B)に示すように、外方に膨出する下部厚肉膨出部6が形成されている。該下部厚肉膨出部6の下端に前記水抜き通路4の外面側水抜き開口4aが形成される。その外面側水抜き開口4aの周囲は、下部周囲外面部6aとなっており、後述するプーリBの内周側面13aの端縁箇所が近接する部位となっている。
【0012】
また、その下部厚肉膨出部6には、図8に示すように、前記下部周囲外面部6aに隣接して下部垂直状壁面部6bが形成されており、該下部垂直状壁面部6bにはプーリBの開口側先端13bが近接するものである。前記下部周囲外面部6aは、ポンプハウジングAの軸方向に沿って平行な面とするが、その軸方向に直交する面では円弧状膨出面に形成されることが好ましい。
【0013】
次に、ポンプハウジングAの円筒状外部A1 とインペラ筺部A2 との接続箇所で、且つの蒸気排出通路5の形成箇所は、図3,図4に示すように、外方に膨出する上部厚肉膨出部7が形成されている。該上部厚肉膨出部7の下端に前記蒸気排出通路5の外面側排出開口5aが形成される。その外面側排出開口5aの周囲は、上部周囲外面部7aとなっており、後述するプーリBの内周側面13aの端縁箇所が近接する部位となっている。また、その上部厚肉膨出部7には、前記上部周囲外面部7aに隣接して上部垂直状壁面部7bが形成されており、該上部垂直状壁面部7bにはプーリBの開口側先端13bが近接するものである。
【0014】
前記上部周囲外面部7aは、ポンプハウジングAの軸方向に沿って平行な面とするがその軸方向に直交する面では円弧状膨出面に形成されることが好ましい。さらに、前記上部厚肉膨出部7の上部垂直状壁面部7bには、プーリB装着側に向かって突出する突出部7cが形成される。そして、ポンプハウジングAとプーリBとによるシール部Sの構成の第1タイプとして、プーリBの開口端縁が、図4(A)に示すように、前記上部周囲外面部7aと突出部7cとの間に挟まるようにして配置され、前記蒸気排出通路5の外面側排出開口5aからプーリB及び突出部7cを介して隙間通路が略ジグザグ状のシール部Sを構成する。これによって泥水、塵埃等の異物の侵入を防ぐことができる。その突出部7cは外面側排出開口5aの形成箇所から外周方向に適宜の範囲で形成される。次に、シール部Sの構成の第2タイプとして、図4(B)は上部厚肉膨出部7に上部垂直状壁面部7bのみが形成されたタイプのシール部Sの拡大断面である。また、シール部Sの構成の第3タイプとして、図4(C)は、上部垂直状壁面部7bに平坦状の上部周囲外面部7aが形成されたタイプのシール部Sであり、もっとも簡単な形状としている。
【0015】
前記水抜き通路4は、図1に示すように、鉛直状通路部4bと水平状通路部4cとが形成され、その鉛直状通路部4bはポンプハウジングAの軸方向に略直角であり、また水平状通路部4cはポンプハウジングAの軸方向に略平行である。そして、水平状通路部4cは鉛直状通路部4bに対して極めて短く形成されている。その水平状通路部4cの端部開口箇所が外面側水抜き開口4aであり、該外面側水抜き開口4aはプーリBのボス側に対向している。前記水平状通路部4cは微量の漏水を一時的に貯留する役目もなす。
【0016】
前記外面側水抜き開口4aは、水平状通路部4cの端部に位置しているため、鉛直状通路のみからなるときの外面側水抜き開口4aに比べると泥水、塵埃等の異物の侵入をより一層防止することができるが、この外面側水抜き開口4aにプーリBの内周側面13aにて覆うことにより異物の侵入をさらに、防止することができる。また、水抜き通路4は、図7に示すように、単に鉛直状通路部4bのみで形成され、外面側水抜き開口4aがポンプハウジングAの上下方向に略直下を向いて形成されることもある。
【0017】
図9は、前記水抜き通路4において、前記鉛直状通路部4bの下端が前記水平状通路部4cの形成位置よりも、さらに下方に位置するように設定したものである。そして、前記鉛直状通路部4bにおける水平状通路部4cの形成位置よりも下方箇所は漏水貯留部4b1 として使用される。該漏水貯留部4b1 は、メカニカルシール9からの漏水を一時的に貯留する役目をなすものである。その漏水貯留部4b1 の深さ、すなわち、前記水平状通路部4cの下端面から漏水貯留部4b1 の有効深さdは、メカニカルシール9からの許容範囲内の漏水量を貯留できるように設定される。これによって漏水貯留部4b1 に一定量の漏水が溜まるまで、その漏水が外部に排出されることがないので、メカニカルシール9からの漏水がすぐに排出されることがない。これによって、漏水の状況によってポンプが不具合品であるか否かを判断する場合に、誤認を防止することができる。
【0018】
このようにプーリBとポンプハウジングAとからなる構成部品によって蒸気排出通路5や水抜き通路4への異物の侵入を防ぐことができ、且つ、これらの通路が塞がれることなく、良好に通気,水抜きさせることができる。すなわち、特殊な部品を設けることなく、異物の侵入を防ぎ且つ蒸気及び水の排出をさせることができる。
【0019】
次に、プーリBは、図1に示すように、その形状が略カップ状に形成されており、中心にボス部12aが形成された回転側部12と、ベルト掛け部を備えた回転外周部13とが形成されている。プーリBは、カップ状の内部に前記円筒状外部A1 が配置される状態で、円筒状外部A1 から突出する前記インペラ軸11にプーリBのボス部12aが装着される。
【0020】
そして、水抜き通路4の外面側水抜き開口4a箇所及び蒸気排出通路5の外面側排出開口5aは、プーリBの回転外周部13の内部に位置している。そして、その回転外周部13の内周側面13aの端縁が蒸気排出通路5の周囲の上部周囲外面部7aに近接状態となるようにセットされ、前記内周側面13aと上部周囲外面部7aとの間隔部分が隙間tとなるシール部Sが形成される。このシール部Sが、外面側排出開口5aを外部からの塵埃、泥水などが侵入するのを防止する。
【0021】
前記プーリBの回転外周部13の内周側面13aには、図5に示すように、複数の凸部14,14,…が形成されるものがある。このプーリBを使用することで、図6(A)に示すように、該プーリBの回転により前記凸部14,14,…が攪拌羽根の役目をなし、空気の流れを積極的に生じさせ、その空気の流れにて、外面側排出開口5aから排出される蒸気が強制的にポンプハウジングAの外部に流れるようにすることができる。また、凸部14,14,…による空気の流れによって、外面側排出開口5aから排出される水蒸気が外面側排出開口5aの周囲に滞留して淀むことを防止し、換気作用を高めることができ、これによってウォーターポンプボディの空間における水蒸気の滞りが低減でき、ベアリングへの悪影響を小さくでき、ベアリングの耐久性を向上させ、且つポンプ寿命を長くすることができる。
【0022】
また、図6(B)に示すように、前記蒸気排出通路5の外面側排出開口5aの上部周囲外面部7aをプーリBの回転方向に対して、徐々に拡大させる傾斜形状又は円弧形状などの不均一な凹凸状面7a1 とすることにより、プーリBの回転による空気の流れに、さらに多様な変化を与え、外面側排出開口5a周辺の流れを強めて、より換気作用を高めることができる。
【0023】
【発明の効果】
請求項1の発明は、ポンプ室1と軸受室2との間に空隙室3が形成され,該空隙室3上方に蒸気排出通路5が形成され下方に水抜き通路4が形成されたポンプハウジングAと、カップ状のプーリBとからなり、該プーリBの内周側面13aが前記蒸気排出通路5を覆うとともに、前記内周側面13aが外面側排出開口5aの周囲の上部周囲外面部7aに近接してなるウォーターポンプとしたことにより、前記プーリBを介して蒸気排出通路5に対する泥水、塵埃等の侵入を防止するシール構造を簡単に構成することができ、且つ安定したシール動作を確保することができる。
【0024】
上記効果を詳述すると、プーリBの内周側面13aが前記蒸気排出通路5を覆うとともに、その内周側面13aが外面側排出開口5aの周囲の上部周囲外面部7aと近接しているので、蒸気排出通路5への泥水、塵埃等の異物の侵入を防止することができる。しかも、泥水、塵埃等の異物の侵入を防止する構成は、ポンプハウジングAとプーリBのみでできるので、ウォーターポンプの構成部品を増加させたり、特殊な部品を設けることもなく、工程数も少なくすることができ、ひいてはコストを高めることを防止できる。また、このような簡単な構成でありながらも、蒸気排出通路5からの蒸気排出が良好にできる。
【0025】
請求項2の発明は、請求項1において、前記蒸気排出通路5の外面側排出開口5aから上部垂直状壁面部7bが形成され、該上部垂直状壁面部7bには前記プーリB側に突出する突出部7cが形成され、前記プーリBの開口側端縁は前記上部垂直状壁面部7bに近接するとともに、前記突出部7cはプーリBの外周面上方に近接状態としてなるウォーターポンプとしたことにより、蒸気排出通路5の外面側排出開口5aへの泥水、塵埃等の異物の侵入をより一層強力に防止することができる。
【0026】
請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記蒸気排出通路5の外面側排出開口5aに対向するプーリBの内周側面13aに凸部14,14,…が形成されてなるウォーターポンプとしたことにより、前記凸部14,14,…により、空気の流れを起こして、蒸気排出通路5の外面側排出開口5aから外部へ排出される水蒸気の淀みを防ぎ、換気作用を高めることができる。
【0027】
請求項4の発明は、請求項1,2又は3において、前記蒸気排出通路5の外面側排出開口5aの周囲を回転方向に沿って凹凸状に形成されてなるウォーターポンプとしたことにより、外面側排出開口5aの周辺の空気の流れを強め、より換気作用を高めることができる。
【0028】
請求項5の発明は、請求項1,2,3又は4において、前記水抜き通路4は、鉛直状通路部4bと水平状通路部4cとからなり、該水平状通路部4cの端部に位置する外面側水抜き開口4aは前記プーリBの装着側に向かっており、且つ前記水平状通路部4c周囲に前記プーリBの内周側面13aが近接してなるウォーターポンプとしたことにより、その外面側水抜き開口4aがプーリBの装着側に向かっており、且つ水平状通路部4cに内周側面13aが近接しているので、前記水抜き通路4の外面側水抜き開口4aまでのシール部Sを比較的長くすることができるので、泥水、塵埃等の異物の侵入をより一層,防止することができる。
【0029】
請求項6の発明は、請求項1,2,3又は4において、前記水抜き通路4の外面側水抜き開口4aの下方に下部垂直状壁面部6bが形成され、前記プーリBの開口側端縁は前記下部垂直状壁面部6bに近接してなるウォーターポンプとしたことにより、外面側水抜き開口4aにおけるシール部Sを屈曲状に2箇所にすることができ、より一層強力に泥水、塵埃等の異物の侵入を防止することができる。
【0030】
請求項7の発明は、請求項1,2,3,4,5又は6において、前記水抜き通路4は、鉛直状に形成され、外面側水抜き開口4aはポンプハウジングAの略直下に向かって形成され、前記外面側水抜き開口4aが前記プーリBの内周側面13aに覆われるとともに、前記外面側水抜き開口4aの周囲の下部周囲外面部6aに近接してなるウォーターポンプとしたことにより、ポンプハウジングAとプーリBによる2部材のみの簡単な構成で、前記水抜き通路4の外面側水抜き開口4aへの泥水、塵埃等の異物の侵入を防止することができる。
【0031】
請求項8の発明は、請求項6又は7において、前記水抜き通路4の鉛直状通路部4bの下端は前記水平状通路部4cの形成位置よりも下方に位置してなるウォーターポンプとしたことにより、前記鉛直状通路部4bにおける水平状通路部4cの形成位置よりも下方箇所は漏水貯留部4b1 としての役目をなすことができる。すなわち、その漏水貯留部4b1 が許容範囲量の漏水を貯留できる深さdに設定することで、一定量の漏水が溜まるまで、漏水が外部に排出されることがなく、メカニカルシール9からの漏水による不具合品か否かの判断誤認を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の縦断側面図
【図2】(A)は図1のX1 −X1 矢視断面図
(B)は(A)のX2 −X2 矢視断面図
【図3】(A)はポンプハウジングの縦断側面図
(B)はポンプハウジングの要部斜視図
【図4】(A)は第1タイプのシール部の拡大断面図
(B)は第2タイプのシール部の拡大断面図
(C)は第3タイプのシール部の拡大断面図
【図5】(A)はプーリに凸部を形成した状態の正面図
(B)は(A)のX3 −X3 矢視断面図
(C)は(A)のX4 −X4 矢視断面図
【図6】(A)はプーリに凸部の作用を示す拡大図
(B)は上部周囲外面部を凹凸状面とした作用を示す拡大図
【図7】鉛直通路のみからなる水抜き通路を使用した本発明の要部縦断側面図
【図8】下部厚肉膨出部に下部垂直状壁面部が形成された本発明の要部縦断側面図
【図9】鉛直通路の下端に漏水貯留部が形成された本発明の要部縦断側面図
【符号の説明】
A…ポンプハウジング
B…プーリ
1…ポンプ室
2…軸受室
3…空隙室
4…水抜き通路
4a…外面側水抜き開口
5…蒸気排出通路
5a…外面側排出開口
6a…下部周囲外面部
6b…下部垂直状壁面部
13a…内周側面
7a…上部周囲外面部
7b…上部垂直状壁面部
7c…突出部
14…凸部
Claims (8)
- ポンプ室と軸受室との間に空隙室が形成され,該空隙室上方に蒸気排出通路が形成され下方に水抜き通路が形成されたポンプハウジングと、カップ状のプーリとからなり、該プーリの内周側面が前記蒸気排出通路を覆うとともに、前記内周側面が外面側排出開口の周囲の上部周囲外面部に近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項1において、前記蒸気排出通路の外面側排出開口から上部垂直状壁面部が形成され、該上部垂直状壁面部には前記プーリ側に突出する突出部が形成され、前記プーリの開口側先端は前記上部垂直状壁面部に近接するとともに、前記突出部はプーリの外周面上方に近接状態としてなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項1又は2において、前記蒸気排出通路の外面側排出開口に対向するプーリの内周側面に凸部が形成されてなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項1,2又は3において、前記蒸気排出通路の外面側排出開口の周囲を回転方向に沿って凹凸状の凹凸状面が形成されてなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項1,2,3又は4において、前記水抜き通路は、鉛直状に形成され、外面側水抜き開口はポンプハウジングの略直下に向かって形成され、前記外面側水抜き開口が前記プーリの内周側面に覆われるとともに、前記外面側水抜き開口の周囲の下部周囲外面部に近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項1,2,3又は4において、前記水抜き通路は、鉛直状通路部と水平状通路部とからなり、該水平状通路部の端部に位置する外面側水抜き開口は前記プーリの装着側に向かっており、且つ前記水平状通路部周囲に前記プーリの内周側面が近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項1,2,3,4,5又は6において、前記水抜き通路の外面側水抜き開口の下方に下部垂直状壁面部が形成され、前記プーリの開口側端縁は前記下部垂直状壁面部に近接してなることを特徴とするウォーターポンプ。
- 請求項6又は7において、前記水抜き通路の鉛直状通路部の下端は前記水平状通路部の形成位置よりも下方に位置してなることを特徴とするウォーターポンプ。
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