JP2017172500A - Centrifugal Pump - Google Patents

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敦史 奥瀬
Atsushi Okuse
敦史 奥瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal pump capable of improving efficiency.SOLUTION: In a centrifugal pump, an impeller is disposed in the inside of a pump case, which includes a floor portion having an attaching hole to which a rotary shaft is fixed at its axis center, an umbrella portion 24 provided with a fluid introducing hole 24a at its axis center and provided so as to oppose to the floor portion in an axial direction, and a flow path structure portion provided between the floor portion and the umbrella portion 24. On an opposite surface of the umbrella portion 24 to the pump case, groove portions 31 intersecting a circumferential direction are provided in parallel in the circumferential direction, when viewed from the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、遠心ポンプに関するものである。   The present invention relates to a centrifugal pump.

従来、遠心ポンプとしては、その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、床部と傘部との間に設けられる流路構成部とを含む羽根車(所謂クローズドインペラ)がポンプケースの内部に配置されたものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a centrifugal pump, a floor portion having a mounting hole in which a rotation shaft is fixed at the center of the shaft, and an umbrella portion provided with a fluid introduction hole at the center of the shaft so as to face the floor portion in the axial direction; In some cases, an impeller (a so-called closed impeller) including a flow path component provided between a floor portion and an umbrella portion is disposed inside a pump case (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−278311号公報JP 2004-278111 A

しかしながら、上記のような遠心ポンプでは、回転時に羽根車から径方向外側に導出された流体が傘部とポンプケースとの間の間隙部を介して径方向内側(流体導入孔側)に逆流してしまい、それによって効率が低下してしまうという虞があった。   However, in the centrifugal pump as described above, the fluid led out radially outward from the impeller during rotation flows back radially inward (fluid introduction hole side) through the gap between the umbrella portion and the pump case. As a result, the efficiency may be reduced.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高効率化を図ることができる遠心ポンプを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a centrifugal pump capable of achieving high efficiency.

上記課題を解決する遠心ポンプは、その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、前記床部と前記傘部との間に設けられる流路構成部とを含む羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、前記傘部の前記ポンプケースとの対向面には、軸方向から見て、周方向に対して交差する溝部が周方向に沿って並設される。   A centrifugal pump that solves the above-described problem is provided with a floor portion having a mounting hole in which a rotation shaft is fixed at the center of the shaft, and a fluid introduction hole provided at the center of the shaft so as to face the floor portion in the axial direction. An impeller including an umbrella part and a flow path component provided between the floor part and the umbrella part is a centrifugal pump disposed inside a pump case, and the centrifugal pump includes: Grooves that intersect the circumferential direction as viewed in the axial direction are arranged in parallel on the opposing surface along the circumferential direction.

同構成によれば、傘部のポンプケースとの対向面には、軸方向から見て、周方向に対して交差する溝部が周方向に沿って並設されるため、回転時に溝部の内側面に流体が衝突することで溝部(傘部)とポンプケースとの間の間隙部における圧力を高めることができる。よって、羽根車から径方向外側に導出された流体が前記間隙部を介して径方向内側(流体導入孔側)に逆流してしまうことを抑制することができ、逆流による出力の低下を抑えて、高効率化を図ることができる。   According to this configuration, since the groove portion that intersects the circumferential direction when viewed from the axial direction is arranged in parallel along the circumferential direction on the surface of the umbrella portion facing the pump case, the inner surface of the groove portion during rotation When the fluid collides with the pump, the pressure in the gap between the groove (umbrella) and the pump case can be increased. Therefore, it can suppress that the fluid led out to the radial direction outer side from the impeller flows backward to the radial direction inner side (fluid introduction hole side) through the said gap part, and suppresses the fall of the output by a reverse flow. High efficiency can be achieved.

上記遠心ポンプであって、前記溝部は、前記傘部の同心円上に並設されることが好ましい。
同構成によれば、溝部は、前記傘部の同心円上に並設されるため、回転時にポンプケースとの間の間隙部における圧力を一定の径方向位置で高めることができる。よって、流体の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。また、羽根車を含む回転体のバランスを良好とすることができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that the groove portion is arranged in parallel on a concentric circle of the umbrella portion.
According to this configuration, since the groove portion is arranged in parallel on the concentric circle of the umbrella portion, the pressure in the gap portion between the pump case and the pump case can be increased at a certain radial position during rotation. Therefore, the back flow of the fluid can be further suppressed, and a reduction in output due to the back flow can be further suppressed, and higher efficiency can be achieved. Moreover, the balance of the rotating body including the impeller can be improved.

上記遠心ポンプであって、前記溝部は、軸方向から見て、前記羽根車の回転方向に開口した形状であることが好ましい。
同構成によれば、溝部は、軸方向から見て、羽根車の回転方向に開口した形状であるため、回転時に溝部内に流体が導入され易くなり、溝部の内側面に流体が衝突し易くなることでポンプケースとの間の間隙部における圧力をより高めることができる。よって、流体の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that the groove portion has a shape opened in the rotation direction of the impeller when viewed from the axial direction.
According to this configuration, since the groove portion has an opening shape in the rotation direction of the impeller when viewed from the axial direction, the fluid is easily introduced into the groove portion during rotation, and the fluid easily collides with the inner surface of the groove portion. As a result, the pressure in the gap between the pump case and the pump case can be further increased. Therefore, the back flow of the fluid can be further suppressed, and a reduction in output due to the back flow can be further suppressed, and higher efficiency can be achieved.

上記遠心ポンプであって、前記溝部は、軸方向から見て、前記羽根車の回転方向に開口したV字形状であることが好ましい。
同構成によれば、溝部は、軸方向から見て、羽根車の回転方向に開口したV字形状であるため、回転時に溝部内に流体が導入され易くなるとともに、溝部の内側面の反回転方向側端部で局所的に流体が衝突し易くなることでポンプケースとの間の間隙部における圧力を径方向の一部で局所的により高めることができる。よって、流体の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that the groove portion has a V shape opened in the rotation direction of the impeller when viewed from the axial direction.
According to this configuration, since the groove portion has a V shape opened in the rotation direction of the impeller when viewed from the axial direction, fluid is easily introduced into the groove portion during rotation, and the inner surface of the groove portion is counter-rotated. Since the fluid easily collides locally at the end portion in the direction, the pressure in the gap between the pump case can be locally increased at a part in the radial direction. Therefore, the back flow of the fluid can be further suppressed, and a reduction in output due to the back flow can be further suppressed, and higher efficiency can be achieved.

上記遠心ポンプであって、前記溝部の深さは、前記傘部の厚さの半分以下に設定されることが好ましい。
同構成によれば、溝部の深さは、傘部の厚さの半分以下に設定されるため、傘部の強度を保ちつつ、ポンプケースとの間の間隙部における圧力を高めることができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that the depth of the groove is set to be equal to or less than half of the thickness of the umbrella.
According to this configuration, since the depth of the groove is set to be half or less of the thickness of the umbrella, the pressure in the gap between the pump case and the pump case can be increased while maintaining the strength of the umbrella.

上記遠心ポンプであって、前記溝部は、前記流体導入孔の内径と前記傘部の外径との径方向の中央位置よりも径方向外側に設けられることが好ましい。
同構成によれば、溝部は、流体導入孔の内径と傘部の外径との径方向の中央位置よりも径方向外側に設けられるため、径方向内側に設けられる場合に比べて、回転時に溝部の内側面に流体を高速で衝突させることができ、ポンプケースとの間の間隙部における圧力をより高めることができる。よって、流体の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that the groove portion is provided on a radially outer side than a radial center position between an inner diameter of the fluid introduction hole and an outer diameter of the umbrella portion.
According to this configuration, the groove is provided on the radially outer side than the central position in the radial direction between the inner diameter of the fluid introduction hole and the outer diameter of the umbrella part. The fluid can collide with the inner surface of the groove at high speed, and the pressure in the gap with the pump case can be further increased. Therefore, the back flow of the fluid can be further suppressed, and a reduction in output due to the back flow can be further suppressed, and higher efficiency can be achieved.

上記遠心ポンプであって、前記溝部は、前記傘部の外縁よりも径方向内側に設けられることが好ましい。
同構成によれば、溝部は、傘部の外縁よりも径方向内側に設けられるため、溝部が回転時に羽根車の径方向外側の流体の流れに乱れを生じさせることが防止される。即ち、溝部が傘部の外縁まで達する構成とすると、その溝部の径方向外側の開口が回転時に羽根車の径方向外側の流体の流れに乱れを生じさせる虞があるが、これを回避することができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that the groove portion is provided on a radially inner side than an outer edge of the umbrella portion.
According to this configuration, since the groove portion is provided radially inward from the outer edge of the umbrella portion, it is possible to prevent the groove portion from disturbing the flow of the fluid on the radially outer side of the impeller during rotation. That is, if the groove portion reaches the outer edge of the umbrella portion, the opening on the radially outer side of the groove portion may cause disturbance in the fluid flow on the radially outer side of the impeller during rotation. Can do.

上記遠心ポンプであって、前記溝部は、全て同じ形状であることが好ましい。
同構成によれば、溝部は、全て同じ形状であるため、ポンプケースとの間の間隙部における圧力をバランス良く高めることができる。また、羽根車を含む回転体のバランスを良好とすることができる。
In the centrifugal pump, it is preferable that all the groove portions have the same shape.
According to the same structure, since all the groove parts are the same shape, the pressure in the gap part between the pump case can be increased in a well-balanced manner. Moreover, the balance of the rotating body including the impeller can be improved.

本発明の遠心ポンプでは、高効率化を図ることができる。   In the centrifugal pump of the present invention, high efficiency can be achieved.

一実施形態における遠心ポンプの一部断面図。The partial sectional view of the centrifugal pump in one embodiment. 一実施形態における羽根車の断面図。Sectional drawing of the impeller in one Embodiment. 一実施形態における第2羽根車部材の平面図。The top view of the 2nd impeller member in one Embodiment. 一実施形態における遠心ポンプの一部拡大断面図。The partial expanded sectional view of the centrifugal pump in one Embodiment.

以下、遠心ポンプの一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の遠心ポンプは、エアポンプであって、モータ1と、ポンプケース2と、羽根車3とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a centrifugal pump will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the centrifugal pump according to the present embodiment is an air pump, and includes a motor 1, a pump case 2, and an impeller 3.

本実施形態のモータ1は、ブラシレスモータであって、略有底筒状のモータケース4の内周面に固定されたステータ5aと、該ステータ5aの内側で回転可能に支持されたロータ5bとを有する。なお、本実施形態のモータ1は、ロータ5bの磁極数が4極で、ステータ5aのティース間のスロット数が6スロットのモータとされている。   The motor 1 of the present embodiment is a brushless motor, and includes a stator 5a fixed to the inner peripheral surface of a substantially bottomed cylindrical motor case 4, and a rotor 5b supported rotatably inside the stator 5a. Have The motor 1 of the present embodiment is a motor in which the number of magnetic poles of the rotor 5b is 4 and the number of slots between teeth of the stator 5a is 6 slots.

モータケース4の底部4a(図1中、上部)の中心には中心孔4bが形成され、その中心孔4bに軸受6を介してロータ5bの回転シャフト7の基端側(図1中、上端側(底部4a側))が支持されている。また、モータケース4の外部に突出した回転シャフト7の基端部(図1中、上端部(底部4a側の端部))には、樹脂製の固定リング8を介して環状のセンサマグネット9が固定されている。また、モータケース4の底部4aには、固定部材10を介して回路基板11が固定されている。回路基板11には、前記センサマグネット9と対向して回転シャフト7の回転(回転角度、回転速度等)を検出する回転センサ12等の種々の素子が実装されている。   A center hole 4b is formed in the center of the bottom 4a (upper part in FIG. 1) of the motor case 4, and the base end side (the upper end in FIG. 1) of the rotary shaft 7 of the rotor 5b is inserted into the center hole 4b via a bearing 6. Side (bottom 4a side)) is supported. In addition, an annular sensor magnet 9 is attached to a base end portion (in FIG. 1, an upper end portion (end portion on the bottom portion 4a side)) of the rotating shaft 7 that protrudes outside the motor case 4 via a resin-made fixing ring 8. Is fixed. A circuit board 11 is fixed to the bottom 4 a of the motor case 4 via a fixing member 10. Various elements such as a rotation sensor 12 that detects rotation (rotation angle, rotation speed, etc.) of the rotating shaft 7 are mounted on the circuit board 11 so as to face the sensor magnet 9.

ポンプケース2は、モータケース4の開口端を略閉塞するように固定される第1ケース13と、該第1ケース13のモータ1(モータケース4)とは反対側に固定される第2ケース14とを有する。   The pump case 2 includes a first case 13 that is fixed so as to substantially close an opening end of the motor case 4, and a second case that is fixed to the opposite side of the motor 1 (motor case 4) of the first case 13. 14.

第1ケース13の中心には中心孔13aが形成され、その中心孔13aの内周面に軸受15を介して前記回転シャフト7の先端側(ポンプケース2側)が支持されている。また、第1ケース13の第2ケース14側の端面には、回転シャフト7の軸方向から見て円形の凹部13bが形成されている。また、第1ケース13の第2ケース14側の端面における凹部13bの外周側には、渦巻き室構成溝13cが形成されている。   A center hole 13 a is formed at the center of the first case 13, and the distal end side (the pump case 2 side) of the rotary shaft 7 is supported on the inner peripheral surface of the center hole 13 a via a bearing 15. A circular recess 13 b is formed on the end surface of the first case 13 on the second case 14 side as viewed from the axial direction of the rotary shaft 7. Further, a spiral chamber constituting groove 13c is formed on the outer peripheral side of the recess 13b on the end surface of the first case 13 on the second case 14 side.

第2ケース14の中心には空気導入孔14aが形成されている。この空気導入孔14aは、前記回転シャフト7の軸方向に沿って貫通し、その径がモータ1側(第1ケース13側)に向かうほど小さくなるように形成されている。また、第2ケース14の第1ケース13側の端面には、回転シャフト7の軸方向から見て円形の凹部14bが形成され、その凹部14bは第1ケース13の凹部13bと共に羽根車収容部Hを構成している。また、第2ケース14の第1ケース13側の端面における凹部14bの外周側には、渦巻き室構成溝14cが形成され、その渦巻き室構成溝14cは第1ケース13の渦巻き室構成溝13cと共に渦巻き室Uを構成している。また、第2ケース14の周方向の一部には、前記羽根車収容部Hの径方向外側にある前記渦巻き室Uと連通した空気排出筒部14dが形成されている。   An air introduction hole 14 a is formed at the center of the second case 14. The air introduction hole 14a penetrates along the axial direction of the rotary shaft 7 and is formed so that its diameter decreases toward the motor 1 side (first case 13 side). In addition, a circular recess 14b is formed on the end surface of the second case 14 on the first case 13 side when viewed from the axial direction of the rotary shaft 7, and the recess 14b together with the recess 13b of the first case 13 is an impeller housing portion. H is constituted. Further, a spiral chamber constituting groove 14c is formed on the outer peripheral side of the concave portion 14b on the end surface of the second case 14 on the first case 13 side, and the spiral chamber constituting groove 14c together with the spiral chamber constituting groove 13c of the first case 13 is formed. A spiral chamber U is formed. In addition, an air discharge cylinder portion 14 d that communicates with the spiral chamber U on the radially outer side of the impeller housing portion H is formed in a part of the second case 14 in the circumferential direction.

なお、前記渦巻き室Uよりも径方向外側の位置において第1ケース13の第2ケース14との合わせ面には環状のシール溝13dが形成され、該シール溝13dには第2ケース14の合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングS1が収容されている。これにより、渦巻き室Uを通る流体の合わせ面からの漏れが防止されている。   An annular seal groove 13d is formed on the mating surface of the first case 13 with the second case 14 at a position radially outside the spiral chamber U, and the second case 14 is aligned with the seal groove 13d. A seal ring S <b> 1 that is crushed by the surface and held is accommodated. Thereby, the leakage from the mating surface of the fluid passing through the spiral chamber U is prevented.

また、第1ケース13には、モータ1全体を覆う略有底筒状の密閉ケース16が固定されている。密閉ケース16は、その開口端部に径方向外側に延びるフランジ部16aを有し、該フランジ部16aの複数箇所(図1中、一箇所のみ図示)がフランジ部16aを貫通して第1ケース13に螺合されるねじ17によって固定されている。また、第1ケース13におけるフランジ部16aとの合わせ面には環状のシール溝13eが形成され、該シール溝13eにはフランジ部16aの合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングS2が収容されている。これにより、第1ケース13とフランジ部16aとの合わせ面からの空気の漏れが防止されている。また、密閉ケース16の底部16bには、配線用孔16cが形成されている。配線用孔16cには、配線18を通しつつ配線用孔16cからの空気の漏れを防止するシールゴム部材19が嵌着されている。なお、配線18は、外部の制御装置や電源装置と回路基板11やステータ5aの巻線とを電気的に接続するものである。   In addition, a substantially bottomed cylindrical sealing case 16 that covers the entire motor 1 is fixed to the first case 13. The sealed case 16 has a flange portion 16a extending radially outward at an opening end portion thereof, and a plurality of locations (only one location shown in FIG. 1) of the flange portion 16a penetrates the flange portion 16a to form a first case. It is fixed by a screw 17 screwed to 13. An annular seal groove 13e is formed on the mating surface of the first case 13 with the flange portion 16a. The seal groove 13e accommodates a seal ring S2 that is crushed and clamped by the mating surface of the flange portion 16a. ing. Thereby, the leakage of the air from the mating surface of the first case 13 and the flange portion 16a is prevented. A wiring hole 16 c is formed in the bottom portion 16 b of the sealed case 16. A seal rubber member 19 is fitted into the wiring hole 16c to prevent air leakage from the wiring hole 16c while passing through the wiring 18. The wiring 18 electrically connects an external control device or power supply device to the circuit board 11 or the winding of the stator 5a.

羽根車3は、羽根車収容部H内に突出した前記回転シャフト7の先端部(ポンプケース2側端部)と一体回転可能に固定されて羽根車収容部H内に配置される。羽根車3は、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間(渦巻き室U)とを連通する複数の流通路20を有し、回転されることで空気導入孔14aから導入された流体としての空気を内部空間側から流通路20を介して外部空間(渦巻き室U)側に導出させ、ひいては空気排出筒部14dから空気を噴射させる。   The impeller 3 is fixed so as to be rotatable integrally with the tip end portion (end portion on the pump case 2 side) of the rotating shaft 7 protruding into the impeller housing portion H, and is disposed in the impeller housing portion H. The impeller 3 has a plurality of flow passages 20 that communicate the inner space at the center of the shaft with the outer space (vortex chamber U) on the outer side in the radial direction, and the fluid introduced from the air introduction hole 14a by being rotated. As described above, the air is led out from the inner space side to the outer space (spiral chamber U) side through the flow passage 20, and as a result, air is injected from the air discharge cylinder portion 14d.

詳しくは、図1及び図2に示すように、羽根車3は、その軸中心に回転シャフト7が固定される取付孔21aを有する略円盤状の床部21と、その床部21から軸方向に延びて設けられた周方向に複数(本実施形態では11個)の中間羽根部22とを有する第1羽根車部材23を備える。なお、床部21は、回転軸中心Xを中心として略円盤状に形成されている。   Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the impeller 3 includes a substantially disc-shaped floor portion 21 having an attachment hole 21 a to which the rotation shaft 7 is fixed at the axial center, and an axial direction from the floor portion 21. A first impeller member 23 having a plurality (11 in the present embodiment) of intermediate blade portions 22 in a circumferential direction provided extending in the direction is provided. The floor 21 is formed in a substantially disc shape with the rotation axis center X as the center.

また、図1に示すように、羽根車3は、その軸中心に流体導入孔24aが設けられ、前記床部21と軸方向に対向するように設けられる略円盤状の傘部24と、その傘部24から軸方向に延びて設けられた周方向に複数(本実施形態では11個)の羽根部25とを有する第2羽根車部材26を備える。なお、本実施形態では、前記中間羽根部22と羽根部25とが流路構成部を構成している。本実施形態の傘部24は、径方向内側(内部空間側)から径方向外側(外部空間側)に向かうにつれ、床部21に近づくように形成されている。また、傘部24は、回転軸中心Xを中心にして略円盤状に形成されている。   Further, as shown in FIG. 1, the impeller 3 is provided with a fluid introduction hole 24a at the axial center thereof, and a substantially disc-shaped umbrella portion 24 provided so as to face the floor portion 21 in the axial direction, A second impeller member 26 having a plurality of (11 in this embodiment) blade portions 25 in the circumferential direction provided extending from the umbrella portion 24 in the axial direction is provided. In the present embodiment, the intermediate blade portion 22 and the blade portion 25 constitute a flow path constituting portion. The umbrella part 24 of this embodiment is formed so that it may approach the floor part 21 as it goes to radial direction outer side (external space side) from radial direction inner side (internal space side). Moreover, the umbrella part 24 is formed in a substantially disk shape with the rotation axis center X as the center.

詳しくは、前記羽根部25は、傘部24から立設されて該傘部24と床部21との間に配置されている。また、羽根部25は、径方向外側に向かって反回転方向側に湾曲しながら、傘部24の流体導入孔24aから傘部24の外縁まで径方向に延びて形成されている。また、羽根部25は、径方向両端部のみ端部に向かうほど幅が小さくなるように形成され、その中間部位(径方向両端部以外)は幅が一定とされている。   Specifically, the blade portion 25 is erected from the umbrella portion 24 and is disposed between the umbrella portion 24 and the floor portion 21. Further, the blade portion 25 is formed to extend in the radial direction from the fluid introduction hole 24 a of the umbrella portion 24 to the outer edge of the umbrella portion 24 while curving in the counter-rotation direction side toward the radially outer side. Moreover, the blade | wing part 25 is formed so that a width | variety may become small, so that it goes to an edge part only in both radial direction both ends, and the width | variety is constant in the intermediate part (except radial direction both ends).

また、前記中間羽根部22は、床部21から立設されて該床部21と傘部24との間における前記羽根部25同士の間(図2参照)に配置され、羽根部25と共に流通路20を構成している。また、中間羽根部22は、羽根部25の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有することで、羽根部25の径方向内側端部同士の間の流通路20の通路断面積を減少させることなく設けられている。また、中間羽根部22は、径方向外側に向かって反回転方向側に湾曲しながら床部21の外縁まで径方向に延びるとともに、径方向外側に向かうほど幅が大きくなるようにその全体が形成されている。   Further, the intermediate blade portion 22 is erected from the floor portion 21 and is disposed between the blade portions 25 (see FIG. 2) between the floor portion 21 and the umbrella portion 24, and circulates together with the blade portion 25. A path 20 is configured. Further, the intermediate vane portion 22 has its own radially inner end on the radially outer side than the radially inner end of the vane portion 25, thereby allowing a flow path between the radially inner ends of the vane portion 25. 20 passage cross-sectional areas are provided without being reduced. Further, the intermediate blade portion 22 is formed in its entirety so as to extend radially to the outer edge of the floor portion 21 while curving in the counter-rotation direction side toward the radially outer side, and to increase in width toward the radially outer side. Has been.

また、図3及び図4に示すように、傘部24のポンプケース2(第2ケース14)との対向面には、軸方向から見て、周方向に対して交差する溝部31が周方向に沿って並設されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, a groove portion 31 that intersects the circumferential direction when viewed from the axial direction is formed on the surface of the umbrella portion 24 facing the pump case 2 (second case 14) in the circumferential direction. Are arranged side by side.

詳しくは、図3に示すように、本実施形態の溝部31は、傘部24の同心円A上(即ち回転軸中心Xからの径方向位置(距離)が等しい位置)に等角度(本実施形態では5°)間隔で72個、並設されている。また、溝部31は、軸方向から見て、全て同じ形状であるとともに、羽根車3の回転方向に開口した形状であって、本実施形態では、回転方向に開口したV字形状(所謂ヘリングボーン形状)とされている。なお、本実施形態では、溝部31のV字形状がなす角度は90°に設定されている。また、溝部31は、前記流体導入孔24aの内径と傘部24の外径との径方向の中央位置Bよりも径方向外側に設けられている。また、溝部31は、傘部24の外縁よりも径方向内側に設けられている。   Specifically, as shown in FIG. 3, the groove portion 31 of the present embodiment is equiangular (this embodiment is a position where the radial position (distance) from the rotational axis center X is equal) on the concentric circle A of the umbrella portion 24. 72 at an interval of 5 °). In addition, the grooves 31 have the same shape as viewed from the axial direction and have a shape opened in the rotation direction of the impeller 3. In this embodiment, the groove portion 31 has a V-shape (so-called herringbone) opened in the rotation direction. Shape). In the present embodiment, the angle formed by the V-shape of the groove 31 is set to 90 °. Further, the groove 31 is provided on the outer side in the radial direction than the central position B in the radial direction between the inner diameter of the fluid introduction hole 24 a and the outer diameter of the umbrella part 24. The groove portion 31 is provided on the radially inner side with respect to the outer edge of the umbrella portion 24.

また、図4に示すように、溝部31の深さC1は、傘部24の厚さC2の半分以下であって本実施形態では傘部24の厚さC2の約1/3に設定されている。
次に、上記のように構成された遠心ポンプの作用について説明する。
Also, as shown in FIG. 4, the depth C1 of the groove 31 is less than half of the thickness C2 of the umbrella 24, and in this embodiment is set to about 1/3 of the thickness C2 of the umbrella 24. Yes.
Next, the operation of the centrifugal pump configured as described above will be described.

モータ1に電源が供給されると、ロータ5bが回転駆動され、ロータ5b(回転シャフト7)と共に羽根車3が回転軸中心Xを中心に一体回転される。すると、ポンプケース2の空気導入孔14aを介して羽根車3の軸中心の内部空間に空気が導入されるとともにその内部空間側から流通路20を介して羽根車3の径方向外側の外部空間側であって渦巻き室Uに空気が導出される。すると、羽根車3の径方向外側の渦巻き室Uにおいて空気の圧力が高まり、ポンプケース2の空気排出筒部14dから空気が噴射される。   When power is supplied to the motor 1, the rotor 5 b is driven to rotate, and the impeller 3 is rotated together with the rotor 5 b (rotating shaft 7) about the rotation axis center X. Then, air is introduced into the inner space at the axial center of the impeller 3 through the air introduction hole 14a of the pump case 2, and the outer space on the radially outer side of the impeller 3 through the flow path 20 from the inner space side. Air is led to the spiral chamber U on the side. Then, the pressure of air increases in the spiral chamber U on the radially outer side of the impeller 3, and air is injected from the air discharge cylinder portion 14 d of the pump case 2.

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
(1)傘部24のポンプケース2との対向面には、軸方向から見て、周方向に対して交差する溝部31が周方向に沿って並設されるため、回転時に溝部31の内側面に流体としての空気が衝突することで溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32(図4参照)における圧力を高めることができる。よって、羽根車3から径方向外側の渦巻き室Uに導出された空気が前記間隙部32を介して径方向内側(流体導入孔24a側)に逆流してしまうことを抑制することができ、逆流による出力の低下を抑えて、高効率化を図ることができる。
Next, the characteristic effects of the above embodiment will be described below.
(1) Since the groove portion 31 that intersects the circumferential direction when viewed from the axial direction is arranged along the circumferential direction on the surface of the umbrella portion 24 facing the pump case 2, When the air as the fluid collides with the side surface, the pressure in the gap 32 (see FIG. 4) between the groove 31 (umbrella 24) and the pump case 2 can be increased. Therefore, it can suppress that the air led out from the impeller 3 to the spiral chamber U radially outside flows backward to the radially inner side (fluid introduction hole 24a side) via the gap portion 32. It is possible to increase the efficiency by suppressing the decrease in the output due to.

(2)溝部31は、傘部24の同心円A上に並設されるため、回転時に溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力を周方向全周において一定の径方向位置で高めることができ、空気の逆流をより抑制することができる。また、羽根車3を含む回転体のバランスを良好とすることができる。   (2) Since the groove portion 31 is arranged side by side on the concentric circle A of the umbrella portion 24, the pressure in the gap portion 32 between the groove portion 31 (umbrella portion 24) and the pump case 2 is constant throughout the circumferential direction during rotation. It is possible to increase the position in the radial direction, and the backflow of air can be further suppressed. Moreover, the balance of the rotating body including the impeller 3 can be made favorable.

(3)溝部31は、軸方向から見て、羽根車3の回転方向に開口した形状であるため、回転時に溝部31内に空気が導入され易くなり、溝部31の内側面に空気が衝突し易くなることで溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力をより高めることができる。よって、空気の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。   (3) Since the groove portion 31 has a shape opened in the rotation direction of the impeller 3 when viewed from the axial direction, air is easily introduced into the groove portion 31 during rotation, and the air collides with the inner surface of the groove portion 31. By becoming easy, the pressure in the gap | interval part 32 between the groove part 31 (umbrella part 24) and the pump case 2 can be raised more. Therefore, the backflow of air can be further suppressed, and the reduction in output due to the backflow can be further suppressed to achieve higher efficiency.

(4)溝部31は、軸方向から見て、羽根車3の回転方向に開口したV字形状であるため、回転時に溝部31内に空気が導入され易くなるとともに、溝部31の内側面の反回転方向側端部(V字の角部)で局所的に空気が衝突し易くなることで溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力を径方向の一部で局所的により高めることができる。よって、空気の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。   (4) Since the groove portion 31 is V-shaped when viewed from the axial direction and opened in the rotation direction of the impeller 3, air can be easily introduced into the groove portion 31 during rotation, and the inner surface of the groove portion 31 is counteracted. A part of the radial direction of the pressure in the gap portion 32 between the groove portion 31 (umbrella portion 24) and the pump case 2 because air easily collides locally at the end portion (V-shaped corner portion) in the rotation direction. Can be increased locally. Therefore, the backflow of air can be further suppressed, and the reduction in output due to the backflow can be further suppressed to achieve higher efficiency.

(5)溝部31の深さC1は、傘部24の厚さC2の半分以下(本実施形態では傘部24の厚さC2の約1/3)に設定されるため、傘部24の強度を保ちつつ、溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力を高めることができる。   (5) Since the depth C1 of the groove part 31 is set to be less than half of the thickness C2 of the umbrella part 24 (in this embodiment, about 1/3 of the thickness C2 of the umbrella part 24), the strength of the umbrella part 24 The pressure in the gap portion 32 between the groove portion 31 (umbrella portion 24) and the pump case 2 can be increased.

(6)溝部31は、流体導入孔24aの内径と傘部24の外径との径方向の中央位置Bよりも径方向外側に設けられるため、径方向内側に設けられる場合に比べて、回転時に溝部31の内側面に空気を高速で衝突させることができ、溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力をより高めることができる。よって、空気の逆流をより抑制することができ、逆流による出力の低下をより抑えて、より高効率化を図ることができる。   (6) Since the groove portion 31 is provided on the radially outer side from the central position B in the radial direction between the inner diameter of the fluid introduction hole 24a and the outer diameter of the umbrella portion 24, the groove portion 31 is rotated as compared with the case where the groove portion 31 is provided on the radially inner side. Sometimes air can collide with the inner surface of the groove 31 at a high speed, and the pressure in the gap 32 between the groove 31 (umbrella 24) and the pump case 2 can be further increased. Therefore, the backflow of air can be further suppressed, and the reduction in output due to the backflow can be further suppressed to achieve higher efficiency.

(7)溝部31は、傘部24の外縁よりも径方向内側に設けられる(径方向外側に開口していない)ため、溝部31が回転時に羽根車3の径方向外側(渦巻き室U)の空気の流れに乱れを生じさせることが防止される。即ち、溝部31が傘部24の外縁まで達する(傘部24の外縁と溝部31とが連通する)構成とすると、その溝部の径方向外側の開口が回転時に羽根車3の径方向外側の空気の流れに乱れを生じさせる虞があるが、これを回避することができる。   (7) Since the groove portion 31 is provided radially inward of the outer edge of the umbrella portion 24 (not opened radially outward), the groove portion 31 is located on the radially outer side (the spiral chamber U) of the impeller 3 when rotating. It is possible to prevent the air flow from being disturbed. That is, when the groove portion 31 reaches the outer edge of the umbrella portion 24 (the outer edge of the umbrella portion 24 and the groove portion 31 communicate with each other), the radially outer opening of the groove portion rotates in the radially outer air of the impeller 3 during rotation. Although there is a risk of causing disturbance in the flow, it can be avoided.

(8)溝部31は、全て同じ形状であるため、溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力をバランス良く高めることができる。また、羽根車3を含む回転体のバランスを良好とすることができる。   (8) Since all the groove parts 31 are the same shape, the pressure in the gap part 32 between the groove part 31 (umbrella part 24) and the pump case 2 can be increased with a good balance. Moreover, the balance of the rotating body including the impeller 3 can be made favorable.

(9)溝部31は、等角度(本実施形態では5°)間隔で並設されているため、羽根車3を含む回転体のバランスを保ちつつ、溝部31(傘部24)とポンプケース2との間の間隙部32における圧力を高めることができる。   (9) Since the groove portions 31 are arranged side by side at equal angular intervals (5 ° in this embodiment), the groove portion 31 (umbrella portion 24) and the pump case 2 are maintained while maintaining the balance of the rotating body including the impeller 3. The pressure in the gap 32 between the two can be increased.

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、溝部31は、軸方向から見て、羽根車3の回転方向に開口した形状であって、回転方向に開口したV字形状であるとしたが、これに限定されず、周方向に対して交差しており、回転時にその内側面に空気が衝突して前記間隙部32における圧力を高めることができれば、他の形状に変更してもよい。例えば、溝部は、羽根車3の回転方向に開口したU字形状としてもよい。また、例えば、溝部は、径方向に沿った形状等、周方向に対して傾斜した直線形状としてもよい。また、例えば、溝部は、周方向に対して傾斜した直線形状のものが周方向に沿ってジグザグに連続して(繋がって)並設されたものとしてもよい。また、上記実施形態では溝部31のV字形状がなす角度は90°に設定されるとしたが、90°以外の角度のV字形状としてもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the groove portion 31 has a shape that opens in the rotation direction of the impeller 3 as viewed from the axial direction, and has a V shape that opens in the rotation direction. As long as it intersects with the circumferential direction and air collides with its inner surface during rotation and the pressure in the gap portion 32 can be increased, the shape may be changed to another shape. For example, the groove portion may have a U shape that opens in the rotation direction of the impeller 3. Further, for example, the groove portion may have a linear shape inclined with respect to the circumferential direction, such as a shape along the radial direction. Further, for example, the groove portions may be linearly inclined with respect to the circumferential direction and arranged in parallel (connected) in a zigzag manner along the circumferential direction. In the above embodiment, the angle formed by the V-shape of the groove 31 is set to 90 °, but it may be a V-shape having an angle other than 90 °.

・上記実施形態では、溝部31は、傘部24の同心円A上に並設されるとしたが、これに限定されず、複数の溝部は、径方向の異なる位置に設けてもよい。
・上記実施形態では、溝部31の深さC1は、傘部24の厚さC2の半分以下であって、傘部24の厚さC2の約1/3に設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、傘部24の厚さC2の半分より大きくしてもよい。
-In above-mentioned embodiment, although the groove part 31 was arranged in parallel on the concentric circle A of the umbrella part 24, it is not limited to this, A several groove part may be provided in the position where radial directions differ.
-In the said embodiment, although the depth C1 of the groove part 31 was below half of the thickness C2 of the umbrella part 24, and was set to about 1/3 of the thickness C2 of the umbrella part 24, it is to this, For example, the thickness may be larger than half of the thickness C2 of the umbrella portion 24.

・上記実施形態では、溝部31は、流体導入孔24aの内径と傘部24の外径との径方向の中央位置Bよりも径方向外側に設けられるとしたが、これに限定されず、前記中央位置Bよりも径方向内側に設けてもよい。   In the above embodiment, the groove 31 is provided on the radially outer side than the central position B in the radial direction between the inner diameter of the fluid introduction hole 24a and the outer diameter of the umbrella part 24. You may provide in the radial inside rather than the center position B.

・上記実施形態では、溝部31は、傘部24の外縁よりも径方向内側に設けられる(径方向外側に開口していない)としたが、これに限定されず、傘部24の外縁まで達する(径方向外側に開口している)構成としてもよい。   In the above embodiment, the groove 31 is provided on the radially inner side of the outer edge of the umbrella part 24 (not open to the outer side in the radial direction), but is not limited thereto, and reaches the outer edge of the umbrella part 24. It is good also as a structure (opening to radial direction outer side).

・上記実施形態では、溝部31は、全て同じ形状であるとしたが、これに限定されず、異なる形状の溝部を周方向に沿って並設してもよい。
・上記実施形態では、床部21と傘部24との間に設けられて流通路20を構成する流路構成部を羽根部25及び中間羽根部22としたが、流路構成部は、羽根車3の軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間(渦巻き室U)とを連通し、回転時に渦巻き室Uに流体を導出できれば、他の形状のものに変更してもよい。
-In above-mentioned embodiment, although all the groove parts 31 were having the same shape, it is not limited to this, You may arrange in parallel the groove part of a different shape along the circumferential direction.
In the above embodiment, the flow path component that is provided between the floor portion 21 and the umbrella portion 24 and configures the flow passage 20 is the vane portion 25 and the intermediate vane portion 22. If the internal space at the center of the shaft of the vehicle 3 and the external space (vortex chamber U) on the outer side in the radial direction communicate with each other and fluid can be led out to the spiral chamber U during rotation, the shape may be changed to another shape.

・上記実施形態では、溝部31は、等角度(5°)間隔で72個、並設されるとしたが、これに限定されず、不等角度間隔としてもよいし、他の数に変更してもよい。
・上記実施形態では、モータ1は、4極6スロットのモータであるとしたが、これに限定されず、例えば、8極12スロット等、異なる磁極数やスロット数のモータとしてもよい。
In the above embodiment, 72 groove portions 31 are arranged in parallel at equiangular (5 °) intervals, but the present invention is not limited thereto, and may be non-equal angular intervals, or may be changed to other numbers. May be.
In the above embodiment, the motor 1 is a 4-pole 6-slot motor. However, the present invention is not limited to this. For example, the motor 1 may have a different number of magnetic poles or slots, such as an 8-pole 12-slot.

・上記実施形態では、傘部24は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれ、床部21に近づくように形成されるとしたが、これに限定されず、例えば、傘部24を床部21と平行になるように形成してもよい。   In the above embodiment, the umbrella portion 24 is formed so as to approach the floor portion 21 as it goes from the radially inner side to the radially outer side. However, the present invention is not limited to this. You may form so that it may become parallel to 21.

・上記実施形態では、遠心ポンプを、エアポンプとしたが、これに限定されず、液体用等の他の流体用の遠心ポンプとして具体化してもよい。   In the above embodiment, the centrifugal pump is an air pump, but is not limited thereto, and may be embodied as a centrifugal pump for other fluids such as liquid.

2…ポンプケース、3…羽根車、7…回転シャフト、21…床部、21a…取付孔、22…中間羽根部(流路構成部)、24…傘部、24a…流体導入孔、25…羽根部(流路構成部)、31…溝部、A…同心円、B…径方向の中央位置、C1…溝部の深さ、C2…傘部の厚さ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Pump case, 3 ... Impeller, 7 ... Rotating shaft, 21 ... Floor part, 21a ... Mounting hole, 22 ... Middle blade | wing part (flow-path structure part), 24 ... Umbrella part, 24a ... Fluid introduction hole, 25 ... Blade part (flow path constituent part), 31 ... groove part, A ... concentric circle, B ... radial center position, C1 ... depth of groove part, C2 ... thickness of umbrella part.

Claims (8)

その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、前記床部と前記傘部との間に設けられる流路構成部とを含む羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、
前記傘部の前記ポンプケースとの対向面には、軸方向から見て、周方向に対して交差する溝部が周方向に沿って並設されたことを特徴とする遠心ポンプ。
A floor portion having an attachment hole to which the rotation shaft is fixed at the axial center; a umbrella portion provided with a fluid introduction hole at the axial center and facing the floor portion in the axial direction; the floor portion; An impeller including a flow path component provided between the umbrella part and the centrifugal pump disposed inside the pump case,
A centrifugal pump characterized in that grooves facing each other in the circumferential direction as viewed in the axial direction are arranged in parallel along the circumferential direction on the surface of the umbrella portion facing the pump case.
請求項1に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部は、前記傘部の同心円上に並設されたことを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to claim 1,
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the groove portion is arranged side by side on a concentric circle of the umbrella portion.
請求項1又は2に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部は、軸方向から見て、前記羽根車の回転方向に開口した形状であることを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to claim 1 or 2,
The groove portion has a shape opened in the rotational direction of the impeller when viewed from the axial direction.
請求項3に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部は、軸方向から見て、前記羽根車の回転方向に開口したV字形状であることを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to claim 3, wherein
The groove portion has a V-shape opened in the rotation direction of the impeller when viewed from the axial direction.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部の深さは、前記傘部の厚さの半分以下に設定されたことを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 4,
The depth of the said groove part was set to half or less of the thickness of the said umbrella part, The centrifugal pump characterized by the above-mentioned.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部は、前記流体導入孔の内径と前記傘部の外径との径方向の中央位置よりも径方向外側に設けられたことを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 5,
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the groove portion is provided radially outside a central position in a radial direction between an inner diameter of the fluid introduction hole and an outer diameter of the umbrella portion.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部は、前記傘部の外縁よりも径方向内側に設けられたことを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 6,
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the groove is provided radially inward from an outer edge of the umbrella.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の遠心ポンプであって、
前記溝部は、全て同じ形状であることを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 7,
All the said groove parts are the same shapes, The centrifugal pump characterized by the above-mentioned.
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