JP2008223574A - キャンドポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】
凍結対策としてキャン内に滞留した水を条件付きで排水可能で且つキャン内に所定量の水を常時確実に残留させて、粉状の固定物の発生を防止し、ロータとキャンとの僅かな隙間が膠着しないキャドポンプを提供する。
【解決手段】
回転軸１０の大部分と駆動モータ部のロータ１３を収容するキャン４と、このキャン４の端部を閉塞するバックケーシング３と、このバックケーシング３と固着されるポンプケーシング５と、バックケーシング３とポンプケーシング５の間の空間のポンプ室２に配設され前記回転軸１０に固定されたインペラ７とを有し、回転軸１０を水平姿勢にしたキャンドポンプ１において、前記バックケーシング３の中段部に少なくとも１つの連通穴１６の全部又は一部が形成され、前記バックケーシング３のうちの前記中段部より下方の部位は水密壁に形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、キャンドポンプに関して、特に、キャン内の水の凍結時の対策としての水抜き穴からの水の排出を制限し、キャン内に水が常時残るように構成したものに関する。

従来のキャンドポンプにおいては、モータのステータとコイルがモータケースとキャンとの間の環状空間に配設され、ロータと回転軸がキャン内に配設され、キャンの端部を塞ぐバックケーシングとポンプケーシングとの間の作動室に回転軸に連結されたインペラが配設され、ポンプケーシングの中心部に吸込口が形成され、ポンプケーシングのうちの作動室の外周側部分に吐出口が形成され、吸込口から吸入した水をインペラの遠心力により加圧し、吐出口より吐出させるように構成されている。

ところで、回転軸のインペラ側端部は、バックケーシングに設けられた軸受けで回転自在に支持されているため、回転軸と上記の軸受けとの間の摺動隙間を通ってキャン内に水が徐々に溜まる。そのキャン内に滞留した水が凍結した場合、その凍結時の体積膨張によりキャンやバックケーシングが変形し、キャンドポンプが故障して正常に機能しなくなる虞がある。また、キャンドポンプを使用しない停止期間が長い場合には、キャン内に僅かに滞留していた水が徐々に蒸発し、不凍液成分として添加されたプロピレングリコールや水垢等が乾燥して発生した粉状の固定物がロータとキャンとの僅かな隙間に膠着し、ロータが円滑に回転しなくなる虞がある。

そこで、従来からキャン内に滞留した水を水抜きする水抜き穴を設けるのが普通である。例えば、特許文献１に記載のキャンドモートル（キャンドポンプ）においては、キャン内に滞留した水を排出するために、バックケーシング（負荷側ブラケット）の下部に貫通孔を設けている。更に、モータケーシングとバックケーシングとの当接隙間に残留する水を外部へ排出する複数の排液溝も形成してある。

特許文献２に記載のポンプにおいては、キャン（ケーシング）内へ水が自由に流入するように、ロータとしての被駆動側磁石と、キャンとの間に円筒状隙間であって、インペラが回転する作動室と連通した円筒状隙間が形成され、凍結時の対策としてキャンの反インペラ側端壁に環状の体積拡張部が形成され、凍結時に体積拡張部を変形させて氷の体積拡張を吸収するように構成してある。
特開昭５９−１０６８４２ 特開２００２−２２７７９１

特許文献１のキャンドポンプにおいては、バックケーシングのうちのキャン内空間の底部付近に対応する部位に貫通孔を形成してあるため、排水が促進され、凍結時の問題は発生しない。しかし、キャン内に一部の水が残るような構造になっているため、キャンドポンプを使用しない停止期間が長い場合には、キャン内に僅かに滞留していた水が徐々に蒸発し、不凍液成分として添加されたプロピレングリコールや水垢等が乾燥して発生した粉状の固定物がロータとキャンとの僅かな隙間に膠着し、ロータが円滑に回転しなくなる虞がある。

本発明の目的は、凍結対策としてキャン内の水を条件付きで排水可能で且つキャン内に所定量の水を確実に残留させて、粉状の固定物の発生を防止できるキャドポンプを提供することである。

請求項１のキャンドポンプは、回転軸の大部分とロータを収容するキャンと、このキャンの端部を閉塞するバックケーシングと、このバックケーシングと固着されるポンプケーシングと、バックケーシングとポンプケーシングの間の空間に配設され前記回転軸に固定されたインペラとを有し、回転軸を水平姿勢にしたキャンドポンプにおいて、前記バックケーシングの中段部に少なくとも１つの連通穴の全部又は一部が形成され、前記バックケーシングのうちの前記中段部より下方の部位は水密壁に形成されていることを特徴とする。

前記バックケーシングの中段部に少なくとも１つの連通穴の全部又は一部が形成されているため、その連通穴からキャン内の空間へ水が流入可能であり、キャン内の空間から水が流出可能であり、キャン内の上半部には十分な空間が残されるため、凍結時には氷の体積膨張がその上半部の空間に吸収される。
前記バックケーシングのうちの前記中段部より下方の部位は水密壁に形成されているため、キャン内の空間のうち中段部より下方の部位には水が残留するため、残留水の蒸発により粉状の固形物が発生することがない。

請求項２のキャンドポンプは、請求項１の発明において、前記連通穴が円弧状の長穴に形成されていることを特徴とする。
請求項３のキャンドポンプは、請求項１又は２の発明において、前記連通穴よりも上方に位置する１又は複数の連通穴が前記バックケーシングに形成されたことを特徴とする。

請求項４のキャンドポンプは、請求項１〜３の何れかの発明において、前記連通穴にキャン内へ異物の流入を防止するフィルター部材が設けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、前記バックケーシングの中段部に少なくとも１つの連通穴の全部又は一部が形成されているため、その連通穴からキャン内の空間へ水が流入可能であり、キャン内の空間から水が流出可能であり、キャン内の上半部には十分な空間が残されるため、凍結時には氷の体積膨張がその上半部の空間に吸収されるから、凍結によるポンプの損傷を確実に防止することができる。

しかも、前記バックケーシングのうちの前記中段部より下方の部位は水密壁に形成されているため、キャン内の空間のうち中段部より下方の部位には水が残留するため、残留水の蒸発により粉状の固形物が発生することがないから、残留水の蒸発により発生した粉状の固形物によりポンプの機能が低下したり、故障したりすることがない。

請求項２の発明によれば、前記連通穴が円弧状の長穴に形成されているため、キャン内からの水抜き作用を高めることができる。

請求項３の発明によれば、前記連通穴よりも上方に位置する１又は複数の連通穴が前記バックケーシングに形成されているので、キャン内からの水抜き作用を高めることができる。

請求項４の発明によれば、前記連通穴にキャン内へ異物の流入を防止するフィルター部材が設けられるので、異物の流入によりロータの回転性能の低下や故障の発生を防止することができる。

本発明のキャンドポンプは、回転軸の大部分とロータを収容するキャンと、このキャンの端部を閉塞するバックケーシングと、このバックケーシングと固着されるポンプケーシングと、バックケーシングとポンプケーシングの間の空間に配設され前記回転軸に固定されたインペラとを有し、回転軸を水平姿勢にしたキャンドポンプにおいて、前記バックケーシングの中段部に少なくとも１つの連通穴の全部又は一部が形成され、前記バックケーシングのうちの前記中段部より下方の部位は水密壁に形成されていることを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例１について図面に基づいて説明する。
尚、以下の説明において図１における上下左右を上下左右として説明する。
図１に示すように、キャンドポンプ１は、台所やお風呂にお湯を供給する給湯装置又は給湯暖房装置に組み込まれて、水やお湯を加圧又は循環するポンプである。このキャンドポンプ１は、ポンプ室２（作動室）を形成するバックケーシング３及びポンプケーシング５と、ポンプ室２に配設されたインペラ７と、キャン４と、ロータ１３及び水平姿勢の回転軸１０と、ステータ１４及びコイル１５と、モータケーシング６と、軸受け１１ａ，１１ｂ等で構成されている。

バックケーシング３は、中心側のボス部３ａとテーパ部３ｂと平板部３ｃとを合成樹脂材料で一体形成したものである。キャン４は、ロータ１３と回転軸１０の大部分を収容するもので、非磁性のステンレス鋼板をハット形状に成形したものであり、本体筒部４ａとその左端を塞ぐ端壁部４ｂと本体筒部４ａの右端部のフランジ部４ｃとを一体形成したものである。
ポンプケーシング５は合成樹脂製のものであり、その左端部には合成樹脂製のモータケーシング６の右端部が複数のボルト又は接着等により固着される。モータケーシング６には、キャン４と回転軸１０とロータ１３とステータ１４とコイル１５等が収容されている。

ポンプケーシング５の右端壁部の中央部には吸入口５ａが形成され、ポンプケーシング５の上端部には吐出口５ｂが形成され、ポンプケーシング５の下端部には水抜き栓５ｃが設けられている。ポンプケーシング５の左端筒部５ｄに、キャン４のフランジ部４ｃと、このフランジ部４ｃに環状のＯリング８を介して密着させたバックケーシング３の平板部３ｃが内嵌されて固着されている。ポンプケーシング５とバックケーシング３の内部のポンプ室２には、合成樹脂製のインペラ７が垂直姿勢に配設され、回転軸１０の右端部がインペラ７の中心部に嵌合固着されている。

回転軸１０はセラミック材料製のもので、キャン４の内部空間の中心部に水平姿勢に配設され、その右端部分がポンプ室２内のインペラ７に連結されている。回転軸１０の左端部はキャン４の端壁部４ｂの内面に固定された合成樹脂製の軸受け１１ｂに回転自在に支持されている。回転軸１０の右端寄り部位は、バックケーシング３のボス部３ａに内嵌固定された合成樹脂製の軸受け１１ａに回転自在に支持されている。

次に、駆動モータ部の構成について説明する。ロータ１３は硅素鋼板の薄板を複数枚積層した硅素鋼板積層体で構成され、このロータ１３はその中心部に貫通させて固着された回転軸１０で回転自在に支持され、ロータ１３の左端面と外周面と右端面は非磁性のステンレス鋼の薄板１３ａでカバーされて防蝕が図られている。

ステータ１４は、ロータ１３と同様に環状の硅素鋼板積層体で構成され、キャン４とモータケーシング６の間の筒状空間に配設され、キャン４を隔ててロータ１３の外周面に対向する状態に配設され、ステータ１４はモータケーシング６の内周面に固着されている。 このステータ１４には例えば８組又は１６組のコイル１５が巻かれ、それらコイル１５には位相の異なる交流電圧が印可されて、回転磁界が発生してロータ１３が回転する。

図１、図２に示すように、バックケーシング３の平板部３ｃの中段部から上方の位置にかけて、キャン４内の空間とポンプ室２とを連通する５つの小径の連通穴１６が等間隔に設けられる。バックケーシング３のうちの前記中段部より下方の部位、つまり、上記の５つの連通穴１６の下端より下方の部位は水密壁に形成される。

次に、以上説明したキャンドポンプ１の作用、効果について説明する。
このキャンドポンプ１が給湯装置又は給湯暖房装置の配管系に接続され、ポンプ室２に水が充填されている状態において、外部からコイル１５に交流電圧を印加してステータ１４の内側に回転磁界を発生させると、この回転磁界の回転方向と同方向にロータ１３と回転軸１０とが回転し、回転軸１０と一体的にインペラ７が回転し、インペラ７の回転によって吸込口５ａから水が吸入され、加圧された水が吐出口５ｂから吐出される。

バックケーシング３の平板部３ｃの上半部には、複数の連通穴１６が形成されているため、水がキャン４内へ流入したり、キャン４内から流出したりする。水抜き栓５ｃからポンプ室２の水を抜いたとしても、キャン４内の下半部には常時水Ｌが滞留しているため、冬季などにおいてその水Ｌが凍結することもあるが、キャン４内の上半部には十分な空間が残されているので、凍結時に氷の体積膨張が生じてもなんら問題にならない。

しかも、キャン４内の下半部には常時水Ｌが滞留しているため、それらの残留水Ｌが全量蒸発してしまうことがないから、水Ｌに含まれる不凍液成分が粉末状に固形化する虞もなく、駆動モータ部が故障したりすることもない。

次に、上記の連通穴１６の形状や配置を変更した実施例２のキャンドポンプ１について説明する。但し、前記実施例１の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
図３に示すように、バックケーシング３のテーパ部３ｂと平板部３ｃの中段部から上方の位置にかけて、キャン４内の空間とポンプ室２とを連通する円弧状の２つの長穴１６Ａが設けられる。上記２つの長穴１６Ａの下端より下方の部位は水密壁に形成される。
このキャンドポンプ１では、実施例１とほぼ同様の効果を奏するが、実施例１の５つの小径の連通穴と比較してキャン４内に連通される面積が大きいので水抜きの作用は高くなる。

次に、上記の連通穴１６の形状や配置を変更した実施例３のキャンドポンプ１について説明する。但し、前記実施例１の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
図４に示すように、バックケーシング３の平板部３ｃの中段部から上方の位置にかけて、キャン４内の空間とポンプ室２とを連通する円弧状の３つの長穴１６Ｂが等間隔に設けられる。上記３つの長穴１６Ｂの下端より下方の部位は水密壁に形成される。
このキャンドポンプ１では、実施例１とほぼ同様の効果を奏するが、実施例２の２つの長穴１６Ａと比較してキャン４内に連通される面積が小さくなるため水抜きの作用は低くなるが、バックケーシング３の剛性は高くなる。

次に、上記の連通穴１６の形状や配置を変更した実施例４のキャンドポンプ１について説明する。但し、前記実施例１の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
図５に示すように、バックケーシング３の平板部３ｃの中段部から上方の位置にかけて、キャン４内の空間とポンプ室２とを連通する円弧状の３つの長穴１６Ｃが等間隔に設けられ、この３つの円弧状の長穴１６Ｃには異物流入を防止するフィルター部材１７がキャン側に設けられる。上記３つの長穴１６Ｃの下端より下方の部位は水密壁に形成される。 このキャンドポンプ１では、バックケーシング３の平板部３ｃに設けられた長穴１６Ｃにフィルター部材１７を設けることで、異物の流入によりロータの回転性能の低下や故障の発生を防止することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変更形態について説明をする。
１］前記連通穴１６が前記バックケーシング３の中段部に１つだけ形成された構造でもよい。
２］前記連通穴１６の形状が矩形、三角形、楕円やその他の種々の形状で形成された構造でもよい。
３］前記フィルター部材１７が、ポンプ室２側に設けられた構造でもよいし、前記連通穴１６に嵌め込まれた構造でもよい。また、前記フィルター部材１７が連続で形成され、ポンプ室２側に又はキャン４側に設けられた構造でもよい。
４］その他当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施することができ、本発明はそれらの変更形態も包含するものである。

本発明の実施例１に係るキャンドポンプの縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 実施例２に係る図２相当図である。 実施例３に係る図２相当図である。 実施例４に係る図２相当図である。

符号の説明

１ キャンドポンプ
２ ポンプ室
３ バックケーシング
４ キャン
５ ポンプケーシング
６ モータケーシング
７ インペラ
１０ 回転軸
１１ａ、１１ｂ 軸受け
１３ ロータ
１４ ステータ
１５ コイル
１６、１６Ａ〜１６Ｃ 連通穴

Claims (4)

1. 回転軸の大部分とロータを収容するキャンと、このキャンの端部を閉塞するバックケーシングと、このバックケーシングと固着されるポンプケーシングと、バックケーシングとポンプケーシングの間の空間に配設され前記回転軸に固定されたインペラとを有し、回転軸を水平姿勢にしたキャンドポンプにおいて、
   前記バックケーシングの中段部に少なくとも１つの連通穴の全部又は一部が形成され、前記バックケーシングのうちの前記中段部より下方の部位は水密壁に形成されていることを特徴とするキャンドポンプ。
2. 前記連通穴が円弧状の長穴に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のキャンドポンプ。
3. 前記連通穴よりも上方に位置する１又は複数の連通穴が前記バックケーシングに形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のキャンドポンプ。
4. 前記連通穴にキャン内へ異物の流入を防止するフィルター部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキャンドポンプ。