JP2009007960A - Centrifugal pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、羽根車のスラスト荷重を受ける軸受板を有する遠心ポンプに関する。 The present invention relates to a centrifugal pump having a bearing plate that receives a thrust load of an impeller.
従来から、ポンプケースに、ポンプ収納部と、該ポンプ収納部に連通する吸込口及び吐出口を形成し、該ポンプ収納部内に、中央に軸受を有する羽根車を収納し、羽根車の軸受をポンプ収納部に設けたシャフトにより軸支するとともに、シャフトを中心として羽根車を回転駆動させるステータ等の駆動手段を備えて成る遠心ポンプが知られている。 Conventionally, a pump housing part and a suction port and a discharge port communicating with the pump housing part are formed in the pump case, and an impeller having a bearing in the center is housed in the pump housing part. There is known a centrifugal pump that is supported by a shaft provided in a pump housing portion and includes driving means such as a stator that rotationally drives an impeller around the shaft.
この種の遠心ポンプにおいては、駆動時に羽根車の中心から外周側に向けて流体が送り出されるため、ポンプ収納部の吸込口近傍が負圧となり、羽根車の軸受の一端側が吸込口側に吸引される。したがって、該羽根車の軸受の端面がこれと対向するポンプ収納部の内底面に摺動し、軸受の端面やポンプ収納部の内底面が磨耗するといった問題がある。 In this type of centrifugal pump, fluid is pumped out from the center of the impeller toward the outer periphery during driving, so that the vicinity of the suction port of the pump housing has negative pressure, and one end of the impeller bearing is sucked into the suction port side. Is done. Therefore, there is a problem that the end surface of the bearing of the impeller slides on the inner bottom surface of the pump housing portion facing this, and the end surface of the bearing and the inner bottom surface of the pump housing portion are worn.
これに対して、例えば特許文献1には、羽根車の軸受の端面とポンプ収納部の内底面との間に、リング状の軸受板を介在させ、該軸受板を介して羽根車の軸受を受けるようにしたものが開示されている。しかし、上記軸受板はシャフトに回転不能に嵌合させただけの構成であるから、軸体の端面とポンプ収納部の内底面との間で、やはり軸受板にはがたつきを生じる恐れがあり、これによって異音が発生するという問題や、軸受の端面と軸受板との間に偏磨耗が生じるという問題がある。また、軸受板とシャフトの二部材が必要になるとともに、軸受板をシャフトに回転不能に嵌合させるために両者の嵌合部分をDカット等に形成する必要があり、コストが高くつくという問題もある。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、安価な構成により、軸受の端面とポンプ収納部の内底面との間での異音の発生や偏磨耗の発生を効果的に防止し、ポンプを長寿命化することができる遠心ポンプを提供することを課題とする。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and it is effective to generate abnormal noise and uneven wear between the end surface of the bearing and the inner bottom surface of the pump housing portion with an inexpensive configuration. It is an object of the present invention to provide a centrifugal pump that can prevent the above problem and extend the life of the pump.
上記課題を解決するために本発明の遠心ポンプは、ポンプケース1に、ポンプ収納部7と、該ポンプ収納部7に連通する吸込口9及び吐出口11を形成し、該ポンプ収納部7内に、中央に軸受22を有する羽根車6を収納し、羽根車6の軸受22をポンプ収納部7に設けたシャフト23により軸支するとともに、シャフト23を中心として羽根車6を回転駆動させる駆動手段を備えて成る遠心ポンプにおいて、上記軸受22の吸込口9側に位置する端面22aと該端面22aに対向するポンプ収納部7の内底面7cとの間に介在するスラスト軸受部32を、シャフト23から一体に突設させたものとする。
In order to solve the above-described problem, the centrifugal pump of the present invention is formed in the
上記構成の遠心ポンプとすることで、ポンプ運転時にポンプ収納部7の吸込口9側が負圧となり、羽根車6が吸込口9側に移動した際には、シャフト23と一体に形成されるスラスト軸受部32が、羽根車6の中央の軸受22の端面22aとポンプ収納部7の内底面7cとの間に介在し、軸受22の端面22aとポンプ収納部7の内底面7cとの間で磨耗が生じることを防止する。
By using the centrifugal pump having the above-described configuration, the
そして、このスラスト軸受部32はシャフト23と一体に設けてあるから、運転中にスラスト軸受部32にがたつきを生じることがない。したがって、運転中に異音が発生するという問題や、スラスト軸受部32と軸受22との間で偏磨耗が生じるといった問題がない。また、特許文献1に記載の軸受板のような別部材を設ける必要もなく、また軸受板のような別部材を回転不能に嵌合させるために嵌合部分をDカット等に形成する必要もないので、低コストで提供することができる。
Since the
更に、上記構成の遠心ポンプにあっては、スラスト軸受部32が一体となったシャフト23の吸込口9側の端部を、ポンプ収納部7の内底面7cに対してシャフト23が垂直となるように該内底面7cに固着することが好適である。このようにすることで、羽根車6の吸込口9側の端面とポンプ収納部7の内底面7cとの間に形成される隙間33の幅を、運転中において一定に保つことができる。運転時に吸込口9近傍が負圧となることで、上記隙間33を通じて冷媒の一部は戻されることになるのだが、これにより上記隙間33を通じて戻る冷媒の量が大きく変動することを防止し、ポンプ性能を安定化することができる。加えて、羽根車6はポンプ収納部7の内底面7cに対して垂直に固定されるシャフト23を中心として安定的に回転するので、上記隙間33の幅を極力狭くして吸込口9側に戻る冷媒の量を抑制し、ポンプ性能を向上させることができる。
Furthermore, in the centrifugal pump having the above-described configuration, the
請求項1に係る発明では、軸受の吸込口側に位置する端面と該端面に対向するポンプ収納部の内底面との間に介在するスラスト軸受部を、シャフトから一体に突設させたことで、この安価で提供可能な構成により、軸受の端面とポンプ収納部の内底面との間での異音の発生や偏磨耗の発生を効果的に防止することができ、したがってポンプを長寿命化することができるという効果を奏する。
In the invention according to
また請求項2に係る発明では、請求項1に係る発明の効果に加えて、スラスト軸受部が一体となったシャフトの吸込口側の端部を、ポンプ収納部の内底面に対してシャフトが垂直となるように該内底面に固着したことで、羽根車とポンプ収納部の内底面との隙間の幅を一定に保ち、該隙間を通じて吸込口側に戻る冷媒の量の変動を抑えることでポンプ性能を安定化させることができるという効果や、該隙間を極力狭くして吸込口側に戻る冷媒の量を抑制し、ポンプ性能を向上させることができるという効果を奏する。
Further, in the invention according to
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図1には、本発明の実施形態における一例の遠心ポンプを示している。この遠心ポンプは、例えばコンピュータ等に内蔵される発熱部品を液体で冷却するための冷却循環装置のポンプとして利用され、水や不凍液等の冷媒を循環するために用いられる。以下の説明では、遠心ポンプの回転軸となるシャフト23の軸方向の一方を上方とし、反対側の他方を下方として説明する。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows an example of a centrifugal pump according to an embodiment of the present invention. This centrifugal pump is used, for example, as a pump for a cooling and circulating device for cooling a heat generating component built in a computer or the like with a liquid, and is used for circulating a refrigerant such as water or antifreeze. In the following description, one of the axial directions of the
本例の遠心ポンポンプの外殻を成すポンプケース1は、上方に開口する円形の凹部4を形成したケース本体2と、ケース本体2の上端部にパッキン5を介して取り付けられて凹部4の上開口を水密に閉塞する蓋体3とで構成してあり、凹部4の内面と蓋体3とで囲まれた空間に羽根車6が収納される。
The
本例のポンプ収納部7は、ケース本体2と蓋体3で構成されている。ポンプ収納部7の内周面7a及び一方の内底面7bは、凹部4の内周面及び底面で構成され、ポンプ収納部7の他方の内底面7cは、蓋体3の下面で構成されている。
The
ポンプケース1の蓋体3には吸込流路8を形成してあり、吸込流路8の一端は外部に連通している。吸込流路8の他端は、ポンプ収納部7の内底面7cの中央部に開口してポンプ収納部7と連通しており、この吸込流路8の他端開口により吸込口9を構成している。なお、吸込流路8の吸込口9と反対側の端部には、外部配管(図示せず)を接続させる。
A
ポンプケース1のケース本体2には吐出流路10を形成してあり、該吐出流路10の一端は外部に連通している。吐出流路10の他端は、ポンプ収納部7の内周面7aの上端部に開口してポンプ収納部7と連通し、この吐出流路10の他端開口により吐出口11を構成している。なお、吐出流路10の吐出口11と反対側の端部には、外部配管(図示せず)を接続させる。
A
ケース本体2の下面には、凹部4を囲むように環状に形成される収納凹部14を設けてあり、収納凹部14には、駆動手段として磁界を発生させる円筒形状のステータ13を収納している。収納凹部14の下方にはステータ13を制御する制御部15を設けてあり、ステータ13及び制御部15は蓋16によって閉塞されている。
A
ポンプ収納部7に収納した流体を吸排するための羽根車6は、例えばPPS等のプラスチックを用いて形成され、吸込口9側の円板状の前面シュラウド17と、吸込口9とは反対側の後面シュラウド18とが、複数の羽根19(インペラ)を介して溶着されている。そして、両シュラウド17,18に挟まれる羽根19、19間の空間が、流体通路20となっている。
The
上記複数の羽根19は、後面シュラウド18の中心側から外周側に向けて略放射状に延設させたものである。各羽根19は、中心側から外周側に向かうほど羽根車6の回転方向に対して後傾するように湾曲させている。
The plurality of
後面シュラウド18の中心部には、軸受嵌入孔38を貫通形成している。軸受嵌入孔38は後面シュラウド18の中心部から下方に突出した小径筒部21で構成してあり、該軸受嵌入孔38には、焼成カーボン或いはモールドカーボンからなる円筒状の軸受22を嵌入している。軸受22の内側には、羽根車6の回転中心となるシャフト23を回転自在に挿入してあり、軸受22は羽根車6が軸方向に移動するすべり軸受となっている。なお、軸受22の吸込口9側の端部は後面シュラウド18の上面よりもわずかに突出している。
A
シャフト23は、ステンレス等の金属を用いて円柱形状に形成される。シャフト23の下端部はポンプ収納部7の内底面7bの中央部に形成した嵌着穴24に嵌着して固定してある。また、吸込口9の中央に位置してポンプ収納部7の内底面7cを構成する部分には、下方に開口する穴からなる軸支持部25を形成している。軸支持部25には、シャフト23の吸込口9側の端部である上端部を圧入固定してあり、この状態でシャフト23はポンプケース1に支持されている。
The
羽根車6の軸受22の下端面とこれに対向するポンプ収納部7の内底面7bとの間には、セラミック等から成るリング状の軸受板26を配置している。軸受板26の中央孔には上記シャフト23の下端部を回転自在に挿通してあり、軸受板26で羽根車6の下方へのスラスト荷重を受けるようになっている。
A ring-shaped
また、羽根車6の軸受22の上端面とこれに対向するポンプ収納部7の内底面7cとの間には、シャフト23と一体に形成されるスラスト軸受部32を介在させている。このスラスト軸受部32については後述するが、該スラスト軸受部32により羽根車6の上方へのスラスト荷重を受けるようになっている。
A
上記後面シュラウド18の外周側には、羽根車6の中心と同心円筒状の大径筒部27が下方に突設され、大径筒部27の外周側には円筒形状のロータ28が一体に取り付けられている。ロータ28は周方向に交互に磁極を形成した永久磁石で構成され、凹部4を形成する周壁を挟んでステータ13と対向配置されている。なお、図中29は後面シュラウド18の内周側に設けた通水口であり、羽根車6と凹部4の底面との間にある流体を羽根車6の流体通路20に戻すようにしている。
A large-diameter
上記羽根車6の前面シュラウド17の中心側には、ポンプケース1の吸込口9側に向けて突出する円筒状の吸入口マウス部30を設けている。吸入口マウス部30の口径は吸込口9よりも大きく形成され、吸入口マウス部30の先端部はポンプ収納部7の内底面7cに吸込口9を囲むように形成した環状凹所31に挿入している。
At the center side of the
しかして、上記構成から成る本例の遠心ポンプにおいては、制御部15によりステータ13に制御電流が印加されると、ステータ13が磁界を発生させ、この磁界によりロータ28が回転駆動する。ロータ28が回転駆動すると、ロータ28と一体化された羽根車6が回転駆動する。これにより吸込流路8の吸込口9から流体が吸い込まれて、吸入口マウス部30を通って羽根車6内の流体通路20に吸入されると共に、回転する複数の羽根19により外周方向に向かう遠心力が付与されて、吐出流路10の吐出口11から吐出される。
Therefore, in the centrifugal pump of this example having the above-described configuration, when a control current is applied to the
ここで、本例の遠心ポンプにあっては図2に拡大して示すように、羽根車6の軸受22が回転自在に嵌合するシャフト23の吸込口9側の端部である上端部には、この上端部の一部を大径に形成することで、凸状のスラスト軸受部32が全周に亘って設けてある。このスラスト軸受部32はシャフト23と一体に形成されるものであり、そのリング状を成す一端面32aがポンプ収納部7の内底面7cと対向し、同じくリング状を成す他端面32bが軸受22の吸込口9側の端面22aと対向するように設けてある。
Here, in the centrifugal pump of this example, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the upper end portion that is the end portion on the
シャフト23の上端部をポンプ収納部7の軸支持部25に圧入固定する際に、スラスト軸受部32の一端面32a側がポンプ収納部7の内底面7cの軸支持部25を囲む領域に対して全面に亘り当接して、シャフト23をポンプ収納部7の内底面7cに対して垂直に支持するように設けている。この状態で、スラスト軸受部32の他端面32b側は、羽根車6が回転駆動される際に軸受22の端面22aと互いの全面に亘って摺接する。
When the upper end portion of the
即ち、上記遠心ポンプを駆動すると、ポンプ収納部7の吸込口9近傍が負圧となって、回転駆動される羽根車6がシャフト23の軸方向における吸込口9側に移動するが、このとき羽根車6と一体に回転する軸受22の吸込口9側の端面22aと、ポンプ収納部7の内底面7cとの間には、シャフト23と一体に形成されたスラスト軸受部32が介在し、これにより軸受22の端面22aやポンプ収納部7の内底面7cの磨耗が防止される。
That is, when the centrifugal pump is driven, the vicinity of the
しかも、上記スラスト軸受部32はシャフト23と一体であって、スラスト軸受部32の端面32aがポンプ収納部7の内底面7cと全面に亘り当接する状態でシャフト23の上端部を軸支持部25に固定させてあるので、運転中にスラスト軸受部32にがたつきを生じることがない。したがって、運転中に異音が発生するという問題や、スラスト軸受部32と軸受22との間で偏磨耗が生じるといった問題もない。
Moreover, the
また、スラスト軸受部32はシャフト23と一体に形成されるので、軸受板26のような別部材を設ける必要もなく、また軸受板26のような別部材を回転不能に嵌合させるために嵌合部分をDカット等に形成する必要もないので、低コストで提供できるという利点もある。
Further, since the
ところで、羽根車6の前面シュラウド17とポンプ収納部7の内底面7cとの間には、羽根車6が回転できるだけの僅かな隙間33を空けておく必要があるのだが、運転時に羽根車6の吸込口9近傍が負圧となることから、外周側に送り出される冷媒の一部はこの隙間33を通じて吸入口マウス部30側に戻される(図中の矢印参照)。つまり、上記隙間33が帰還流路となって機能するものであり、該帰還流路を通じて戻る冷媒の量が運転中に大きく変動する場合には、ポンプ性能が不安定化するという問題がある。
By the way, it is necessary to leave a
これに対して、本例の遠心ポンプは上記の通り、スラスト軸受部32の端面32aの全面がポンプ収納部7の内底面7cに当接し、ポンプ収納部7の内底面7cに対してシャフト23が垂直の姿勢となるように、シャフト23の吸込口9側の端部をポンプ収納部7の内底面7cに固着させてあることで、帰還流路を成す上記隙間33の幅を運転中において一定に保つことができる。これにより、帰還流路を通じて戻る冷媒の量は運転中に大きく変動することがなく、ポンプ性能が安定化する。また、羽根車6はポンプ収納部7の内底面7cに対して垂直に固定されるシャフト23を中心として安定的に回転するので、上記隙間33の幅を極力狭くして吸入口マウス部30側に戻る冷媒の量を抑制し、ポンプ性能を向上させることができる。
On the other hand, in the centrifugal pump of this example, as described above, the
なお、シャフト23の吸込口9側の端部を、ポンプ収納部7の内底面7cに固着させるに際し、上記のような軸支持部25への圧入という手段に拠らず、図3の変形例に示すように、このシャフト23の吸込口9側の端部を、インサート成形によりポンプ収納部7の内底面7c側に一体化させる構成であってもよい。
Note that when the end portion of the
1 ポンプケース
6 羽根車
7 ポンプ収納部
7c 内底面
9 吸込口
11 吐出口
22 軸受
22a 端面
23 シャフト
32 スラスト軸受部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007168234A JP2009007960A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007168234A JP2009007960A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Centrifugal pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009007960A true JP2009007960A (en) | 2009-01-15 |
Family
ID=40323300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007168234A Withdrawn JP2009007960A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Centrifugal pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009007960A (en) |
-
2007
- 2007-06-26 JP JP2007168234A patent/JP2009007960A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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