JP2012092698A - 遠心ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】流動効率の向上を図り得る遠心ポンプを提供する。
【解決手段】吸込口１１及び吐出口１４を備えたハウジング１０と、当該ハウジング１０の内部に回転駆動自在に設けられたインペラ２３と、吸込口１１からインペラ２３に至る流路Ｐにおいてインペラ２３の回転駆動に伴ってハウジング１０に流入する流体Ｗを、インペラ２３の回転方向に沿う螺旋状の流れとなるように誘導する流体誘導機構Ｙとが設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸込口及び吐出口を備えたハウジングと、当該ハウジングの内部に回転駆動自在に設けられたインペラとを備え、インペラの回転駆動に伴う遠心力を利用して、流体を吸込口からハウジングに吸い込むと共に、吐出口から送り出す遠心ポンプに関する。

従来、この種の遠心ポンプとしては、吸込口への流体の流入方向は、インペラの回転軸芯に沿い、吐出口からの流体の吐出方向は、インペラの回転軸芯に交差する面に沿う方向となるようにハウジングを構成してあり、吸込口の内周面は、平坦な筒内周面として形成してあった（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００９−１５０２２３号公報（図１） 特開２００９−８０６２号公報（図１，図２）

上述した従来の遠心ポンプによれば、インペラの回転軸芯に沿って吸込口から流入した流体は、インペラの回転力とそれに伴う遠心力との作用で、旋回するにつれ回転軸芯から遠ざかる渦巻状に広がって方向変換が図られて吐出口から流出する。即ち、インペラに向かって直進した流体は、インペラに到達して急激に流れが渦巻状に変換されることになり、そこには流動抵抗が発生することになる。
その結果、直線流路を流体が流れるのに比べて流動効率が低下する問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、流動効率の向上を図れる遠心ポンプを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、吸込口及び吐出口を備えたハウジングと、
当該ハウジングの内部に回転駆動自在に設けられたインペラと、
吸込口からインペラに至る流路においてインペラの回転駆動に伴ってハウジングに流入する流体を、インペラの回転方向に沿う螺旋状の流れとなるように誘導する流体誘導機構とが設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、ハウジングに流入した流体を、流体誘導機構によって、インペラの回転方向に沿う螺旋状の流れとなるように誘導するから、インペラに到達する流体の流れは、インペラの回転方向に沿い、流動抵抗が発生し難い。
その結果、吸込口から吐出口にかけてスムーズな流体の流れを作りだすことができ、流動効率の向上を図ることができる。

本発明の第２の特徴構成は、流体誘導機構は、流路に直線状の貫通路が確保できるように流路の横断面における一部に設けられているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、流体誘導機構による流体の誘導作用を発揮できながら、吸込口からインペラに至る流路に、直線状の貫通路が確保できるから、流路内の貫通路においては、流体が直進でき、流路断面の減小を最小限に止めながら流体の流下を許容できる。
従って、高い流動効率を維持することができる。
因みに、流体誘導機構の例を挙げると、例えば、ハウジングの内周面に沿った螺旋状の突条や凹溝であったり、ハウジングの断面内の一部に備えられた傾斜翼等が挙げられる。

本発明の第３の特徴構成は、流体誘導機構は、ハウジングの内周面において螺旋状をなす誘導面を備えて構成されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、ハウジングの内周面において螺旋状をなす誘導面を備えて流体誘導機構が構成されているから、ハウジングの横断面での中央部分には、広範囲の直線状の貫通路を確保することができ、有効な流路断面積を充分に確保した状態で流体誘導機構による作用効果を発揮できる。
従って、高い流動効率を維持することができる。
因みに、誘導面の例を挙げると、例えば、ハウジングの内周面に沿った螺旋状の突条や凹溝における、流路の上流側を向いた面を挙げることができる。

本発明の第４の特徴構成は、流体誘導機構は、ハウジングの長手方向である吸込口の筒軸に対して傾斜し、ハウジングの横断方向にも傾斜している螺旋状の突起による誘導面を備えているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、螺旋状の突起による誘導面が、吸込口の筒軸芯に対する傾斜と、ハウジングの横断方向での傾斜とを備えているから、上流からの流体を、これらの突起の誘導面に沿ってインペラに対して円滑に誘導することができ、流体の螺旋流によってスムーズに流体を下流側へ送ることができる。
また、螺旋状の突起は、ハウジングの周方向に連続した一条の突起で、全長にわたって同じ傾斜となるように形成してあれば、例えば、ハウジングをの樹脂成形によって構成するような場合に、脱型時に螺旋突起に沿った螺旋方向に回転しながら型抜きすることができ、特殊な成形法をとらずに経済的に作ることができる。

本発明の第５の特徴構成は、流体誘導機構は、ハウジングの内周面から突出する螺旋状の突条による誘導面を備えているところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、誘導面を備えた螺旋状の突条がハウジングの内周面から突出しているから、ハウジング内の流体を突条に確実に接触させることでき、流体の流れを螺旋状に誘導して、吸込口から吐出口にかけてスムーズな流れを作って流体の流動効率の向上を図ることができる。

本発明の第６の特徴構成は、流体誘導機構は、ハウジングの内周面に螺旋状の凹溝による誘導面を備えているところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、誘導面を備えた螺旋状の凹溝がハウジングの内周面に形成されているから、ハウジング内の流路断面をフルに確保した状態で、流体を螺旋状に誘導することができ、流動抵抗を減少させて流体の流動効率の向上を図ることができる。

本発明の第７の特徴構成は、流体誘導機構は、ハウジングの内周面から延在し、インペラの回転方向に沿うように同方向に傾斜する複数の直線翼が設けられ、直線翼のハウジングの吸込口側の面を誘導面とするところにある。

本発明の第７の特徴構成によれば、直線翼の形状がシンプルであるから、製作コストの低減を図りながら、流体を螺旋状に誘導することができる。

本発明の第８の特徴構成は、流体誘導機構は、ハウジングの内周面の周方向に連続する誘導面が設けられているところにある。

本発明の第８の特徴構成によれば、周方向に連続する誘導面によって流体が誘導されるから、吸込口から吐出口にかけて連続した状態でスムーズな螺旋流を形成することが可能となり、流体の流動効率の向上を図ることができる。

遠心ポンプの回転軸芯に直交する方向視での断面図 遠心ポンプの回転軸芯に沿った方向視での断面図 別実施形態の流体誘導機構を示す断面図 別実施形態の流体誘導機構を示す断面図 別実施形態の流体誘導機構を示す断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例に係る遠心ポンプ１００の断面図である。本実施例に係る遠心ポンプ１００は、車両用エンジン１とエンジン冷却用ラジエータ２との間でエンジン冷却水（流体の一例）Ｗを循環させる循環水路３に介装されている。この図に示すように、本実施例に係る遠心ポンプ１００は、筒形の吸込口１１とを有したハウジング１０と、当該ハウジング１０に回転駆動自在に収容されたインペラ２３と、図には示さないが、インペラ２３を回転駆動する電動型のモータ部とを備えている。

ハウジング１０は、吸込口１１が連設されたハウジング本体１２と、モータ部と当該ハウジング本体１２との間の壁部１３とを、密封状態に備えて構成されている。
また、壁部１３を貫通する状態でモータ部からの回転伝達軸２７がハウジング本体１２内に臨ませて設けてられている。この回転伝達軸２７の端部に、インペラ２３が一体に形成されている。
ハウジング１０には、吸込口１１を備える他、ハウジング本体１２に連設された筒形の吐出口１４を備えている。
ハウジング１０内は、吸込口１１からインペラ２３に至る流路Ｐは、ほぼ円筒形状に構成されている。また、流路Ｐの下流に隣接するインペラ収納空間２１は、下流側が拡径状態に形成してある。また、インペラ収納空間２１の径方向に隣接して渦巻状に広がる渦室２２（図２参照）が設けてあり、この渦室２２の終端部が吐出口１４として構成されている。
ハウジング本体１２及び壁部１３は、樹脂材の成形によって作製される。吸込口１１および吐出口１４を形成している筒体は、ハウジング本体１２に一体成形した樹脂製である。

インペラ２３は、ディスク部２４と、当該ディスク部２４の一側面にインペラ２３の回転方向に並べて突設した複数枚の羽根２５（図２参照）とを備えている。インペラ２３のディスク部２４と羽根２５とは、樹脂材により一体成形されている。

流路Ｐを構成するハウジング部分１０Ａには、図１に示すように、その内周面に突出する状態に螺旋状の螺旋翼１５が一体に設けられている。
螺旋翼１５は、本実施形態においては、ハウジング本体１２の周方向に連続した一条の螺旋翼として構成してある。また、吸込口１１の筒軸に対する傾斜は、螺旋翼１５の全長にわたって同じ傾斜となるように形成されている。従って、ハウジング本体１２の樹脂成形に伴う脱型時には、螺旋翼１５に沿った螺旋方向に回転しながら型抜きすることができる。

螺旋翼１５は、上述のとおり、長手方向に傾斜していることに加えて、横断方向にも傾斜している。横断方向の傾斜方向は、螺旋翼１５の先端側（径内側）ほど流路下流側に位置するように傾斜している。
この螺旋翼１５の上面（上流側を向く面）が冷却水Ｗに対する誘導面Ｙａとなり、吸込口１１から流入する冷却水Ｗを、インペラ２３の回転方向に沿う螺旋状の流れに誘導することができる。
螺旋翼１５に備えた誘導面Ｙａによって流体誘導機構Ｙが構成されている。

また、流路Ｐの横断面での中央部分は、吸込口１１からインペラ２３にかけて直線状の貫通路Ｐ１となっているから、冷却水Ｗの流路断面の減小を最小限にしながらも、螺旋翼１５による冷却水の螺旋誘導作用によって、冷却水Ｗはインペラ２３の回転駆動に抵抗となりにくい状態で流動できる。その結果、流動抵抗が少なくなり、効率よく送液することが可能となる。
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 ハウジング１０や、インペラ２３の形状は、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、適宜変更が可能である。
〈２〉 当該遠心ポンプは、先の実施形態で説明した車両用エンジン１とエンジン冷却用ラジエータ２との間の循環水路３に介装されるものに限るものではなく、例えば、車両用以外の用途に用いることも可能である。従って、流体も、冷却水に限るものではない。
〈３〉 流体誘導機構Ｙは、先の実施形態で説明した螺旋翼１５の誘導面Ｙａで構成されたものに限るものではなく、例えば、図３に示すように、螺旋翼１５に替えて、ハウジング１０の内周面から突出する突条１６を設け、その上面を誘導面Ｙａとするものであってもよい。
また、異なる実施形態としては、図４に示すように、螺旋翼１５に替えて、螺旋状の凹溝１７をハウジング１０の内周面に形成し、その凹溝１７の内周面を誘導面Ｙａとするものであってもよい。
以上の螺旋翼１５、突条１６、凹溝１７は、ハウジング本体１２の周方向に連続して一条となるように構成することに限らず、例えば、周方向に断続的に設けるものであったり、複数条設けるものであってもよい。
また、異なる実施形態としては、図５に示すように、流路Ｐ内でスポーク状に設けられた直線翼１８の上面を誘導面Ｙａとして構成するものであってもよい。この実施形態の場合、４つの直線翼１８を、それぞれ流体が螺旋流となる方向に傾斜させて形成してあるが、４つに限るものではない。
更には、図５に示す直線翼１８を、流路の長手方向に間隔をあけた複数個所に設置してあってもよい。
但し、これらの場合も、流路Ｐ内の直線翼１８の間に、直線状の貫通路Ｐ１が確保できるように構成することが、流動抵抗の増加を防止する意味で好ましい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ ハウジング
１１ 吸込口
１４ 吐出口
１６ 突条
１７ 凹溝
１８ 直線翼
２３ インペラ
Ｐ 吸込口からインペラに至る流路
Ｐ１ 貫通路
Ｗ エンジン冷却水（流体の一例）
Ｙ 流体誘導機構
Ｙａ 誘導面

Claims (8)

1. 吸込口及び吐出口を備えたハウジングと、
   当該ハウジングの内部に回転駆動自在に設けられたインペラと、
   前記吸込口から前記インペラに至る流路において前記インペラの回転駆動に伴ってハウジングに流入する流体を、前記インペラの回転方向に沿う螺旋状の流れとなるように誘導する流体誘導機構とが設けてある遠心ポンプ。
2. 前記流体誘導機構は、前記流路に直線状の貫通路が確保できるように前記流路の横断面における一部に設けられている請求項１に記載の遠心ポンプ。
3. 前記流体誘導機構は、前記ハウジングの内周面において螺旋状をなす誘導面を備えて構成されている請求項１又は２に記載の遠心ポンプ。
4. 前記流体誘導機構は、前記ハウジングの長手方向である前記吸込口の筒軸に対して傾斜し、前記ハウジングの横断方向にも傾斜している螺旋状の突起による誘導面を備えている請求項１〜３の何れか一項に記載の遠心ポンプ。
5. 前記流体誘導機構は、前記ハウジングの内周面から突出する螺旋状の突条による誘導面を備えている請求項１〜３の何れか一項に記載の遠心ポンプ。
6. 前記流体誘導機構は、前記ハウジングの内周面に螺旋状の凹溝による誘導面を備えている請求項１〜３の何れか一項に記載の遠心ポンプ。
7. 前記流体誘導機構は、前記ハウジングの内周面から延在し、前記インペラの回転方向に沿うように同方向に傾斜する複数の直線翼が設けられ、前記直線翼の前記ハウジングの前記吸込口側の面を誘導面とする請求項１〜３の何れか一項に記載の遠心ポンプ。
8. 前記流体誘導機構は、前記ハウジングの内周面の周方向に連続する前記誘導面が設けらている請求項４〜６の何れか一項に記載の遠心ポンプ。

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