JP3545331B2 - ポンプのエア抜き構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、注入時にポンプ内に残留するエアを極めて効率的にポンプ外部に放出することができるポンプのエア抜き構造に関する。
【0002】
【従来技術】
エンジンに取付けられる冷却用の遠心ポンプにおいて、ポンプ室内の天頂方向に位置するエア抜き孔が設けられているものが存在する。このエア抜き孔は、ポンプ室からエア抜き流路を構成している。
【0003】
上記遠心ポンプは、インペラの羽根によって水を回転させ吸入口から吐出口へ水を送出するものであるが、ポンプ内にエアが残留しているとポンプ効率を低下させてしまう原因となっている。注水時にポンプケーシング内にエア溜りが残るのを防ぐためにエア抜き孔が設けられており、そのポンプ室に溜まったエアが前記エア抜き孔を介してポンプ外へ排出される構造となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエア抜き構造では、ポンプ室の頂上部に溜まるエアは、そのポンプ室に開口したエア抜き孔から外部へ排出されるものである。しかし、単にポンプ室内にエア抜き孔を形成するのみでは、ポンプ室内のエアを十分に排出することはできず、ポンプ室内又はエア抜き流路のエア溜り状態が完全に解消されず、ポンプ効率の低下を防ぐことが困難であった。本発明の目的は、ポンプ室内又はエア抜き流路のエアを効率良く排出することでポンプ効率の低下を解消することにある。
【0005】
【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、該ポンプ室の頂部付近の円周状の内周壁面から側面部に沿って突出形成され流体の流れに対向するエア溜り部と、該エア溜り部付近に形成されたポンプハウジングのエア抜き孔とからなるポンプのエア抜き構造としたことにより、吐出性能への影響を最小限に抑えつつポンプ室内又はエア抜き流路のエアを効率良く排出する構造とし、上記課題を解決したものである。
【0006】
【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、本発明における遠心ポンプは、ハウジング本体部A1 とカバー材A2 とから構成される〔図3(A)参照〕。そのハウジング本体部A1 には、略円形状のポンプ室1が形成され、該ポンプ室1の中心位置にはインペラ支持軸2が設けられている。また、ポンプ室1には、吸入ポート3及び吐出ポート4が形成されている〔図1(A),(B)参照〕。
【0007】
そのカバー材A2 は、前記ハウジング本体部A1 のポンプ室1と対向して装着され、ポンプ室1にインペラ8を収納してポンプ室1を水密状に塞ぐ役目をなす。前記カバー材A2 には、前記インペラ8が収納されるカバー部10の周囲に円板状の鍔部11が形成され、該鍔部11には前記ポンプ室1の内周壁面1a内に納まる円周状の連結部11aが形成され、該連結部11aにOリング等の密閉材7を介して前記内周壁面1aに嵌まり込むことができる。
【0008】
前記ポンプ室1は、円形状の室内であり、略円周状の内周壁面1aと略円形状の側面部1bから形成されている。その中心付近に前記インペラ8が位置し、吸入ポート3及び吐出ポート4がそれぞれ形成されている。さらに、前記内周壁面1aには、前記側面部1bの隅角箇所に位置するようにして渦状壁面1a1 が形成されている。該渦状壁面1a1 は、前記吸入ポート3側から吐出ポート4側に向かって次第に直径が大きくなるように形成されたものである。即ち、前記渦状壁面1a1 は、流体の流れ方向に沿って次第に広がるように形成されたものである〔図1(B)参照〕。
【0009】
図示された遠心ポンプは、マグネットカップリングにより駆動するタイプであり、インペラ8にはインナーマグネット8aが装着され、ポンプハウジングAの外部に設けられ図示されないアウターマグネットの回動によりインペラが回動するものである。
【0010】
前記ポンプ室1には、そのポンプを所定の位置に装着するときに据付け上方位置に対応するポンプ室1内にエア抜き孔5が形成されている〔図1(A),(B)参照〕。具体的には、ポンプ室1の側面部1bの据付け状態における略頂部箇所にエア抜き孔5が形成される。該エア抜き孔5は、ポンプ室1からエア抜き流路を構成している。ポンプハウジングAの外部にエア抜き管12及びチューブ13のエア抜き流路が設けられ、該エア抜き流路からエアを排出することができるようになっている〔図1(A)参照〕。
【0011】
前記ポンプ室1内側において、前記エア抜き孔5の周囲には、エア溜り部6が形成されている〔図1(B)参照〕。該エア溜り部6は、前記エア抜き孔5の周囲で流体の流れを導入するようにして流体を引き込み、ポンプ室に溜まったエアをエア抜き孔5に導くと共にエア抜き流路のエアを押出す役目をなすものである。このような役目をなすエア溜り部6には、種々の実施形態が存在する。
【0012】
該エア溜り部6の第1実施形態としては、ポンプ室1の内周壁面1aの略頂部箇所から前記側面部1bに沿って前記エア抜き孔5の開口5aの付近で、且つ流体の流れ方向に対して前記開口5aの後方側に位置するようにして立上り部6aが形成され、該立上り部6aの端部から流体の流れ方向前方側に向かって延出部6bが形成されたものである〔図1(B),図2(A)参照〕。
【0013】
該延出部6bは、前記立上り部6aの端部から延出して形成されたもので、内周壁面1aと略平行となるように円弧状に形成されている〔図2(B)参照〕。また、延出部6bは、延出方向に直線状に形成されることもある〔図5(A)参照〕。そのエア溜り部6は、立上り部6aと延出部6bにより前記エア抜き孔5の開口5aを包囲する形状となっている〔図2(A),(B)参照〕。
【0014】
前記延出部6bと前記内周壁面1aとによって形成された流路は、流入側から立上り部6a側に向かって袋小路状又は閉塞状態になっている。この流路は、ポンプ室1を流れる流体を開口5aへ導く案内的な役割をする導入路である。導入路内において、ポンプ室内に溜まったエアは、ポンプ室1の流体に掛かる圧力によって開口5aへ押し出されて、エア抜き孔5からポンプ外へと積極的に排出させることができる〔図2(B)参照〕。
【0015】
次に、第2実施形態のエア溜り部6において、立上り部6aのみから構成され、前記延出部6bが形成されないタイプも存在する。前記立上り部6aは、突出形成方向に直線状又は円弧状に形成されている〔図5(B),(C)参照〕。該立上り部6aが直線状に形成されたものでは、該立上り部6aと内周壁面1aとのなす角度は、前記開口5aを内角側として鋭角状に形成される。
【0016】
これによって流体を開口5aに集中させ、エアをエア抜き孔5から排出しやすいようにすることができる。また、その該立上り部6aが円弧状に形成されたものでは、開口5aは、流体の流れ方向の後方側が包囲される形状とし、同様に開口5a箇所に流体を集中させ、エアをエア抜き孔5から排出しやすいようにすることができる。
【0017】
このように、ポンプ室1のエア抜き孔5の開口5aにおけるエアは、単に溜まったエアが自然にポンプ外へ排出されるのではなく、開口5a近傍の立上り部6aによって、ポンプ室1の流体を圧送する流れが前記立上り部6aにせき止められて流体圧力がエアに作用し、エアを開口5aからポンプ外へ押し出すことができ、エア溜まりのエア抜きを効果的にできる。
【0018】
上記エア溜り部6は、ポンプ室1を形成したポンプハウジングAのハウジング本体部A1 と対となるカバー材A2 とともに前記エアー溜まり部6を流体の流入口を形成した状態で、包囲された空隙室を形成するものである。前記カバー材A2 は、ポンプの種類によって種々異なるものであり、前述したようなポンプハウジング,ポンプカバー等であったり、或いはエンジンなどのシリンダーブロックであったりする。また、ウォーターポンプの実施形態としてマグネットカップリングタイプのウォーターポンプを示したが、このタイプに限られず、通常の軸封シール構造によるポンプ軸駆動タイプのウォーターポンプなどにも適用することができる。
【0019】
また、エア溜り部6は、前記カバー材A2 の連結部11aとの当接により、エア抜き孔5の周囲を小区画室とすることもできる。即ち、前記カバー材A2 の連結部11aをポンプ室1の内周壁面1aに挿入すると、前記連結部11aとエア溜り部6の頂面とを当接するように設定する(図4参照)。そのエア抜き孔5の周囲が前記エア溜り部6と側面部1bと連結部11aとによる面で囲まれることになり、より一層流体が導入し易くなるものである。特に、エア溜り部6を立上り部6aと延出部6bとから構成されるものとすれば、エア溜り部6は、略管路状となり、該エア溜り部6に流入した流体は、逃げ場が無くなり、圧力が増加し、エアを排出しやすい構造にすることができる〔図3(B)参照〕。
【0020】
次に、エア溜り部6の第3実施形態について説明する。この実施形態では、エア溜り部6は、内周壁面1aと側面部1bとの隅角箇所に形成された渦状壁面1a1 に流体の流れ方向に沿って凹み状となる導入溝6cが形成され、該導入溝6cの内部に前記エア抜き孔5が形成されている〔図6(A)参照〕。
【0021】
前記導入溝6cは、渦状壁面1a1 において、流れの略接線方向に沿って形成された溝であり、導入溝6cには流体が容易に流入し、該導入溝6c内部で流体がせき止められることによって圧力が増加し、エア抜き孔5からポンプ外へ排出される〔図7(A)参照〕。前記導入溝6cは、渦状壁面1a1 から深く食い込んだタイプと〔図6(A)参照〕、浅く食い込むタイプとがある〔図7(B)参照〕。深く食い込んだタイプの導入溝6cでは、流体の流れ込む量が多くなり内部のエアを排出し易い。また、浅く食い込んだ導入溝6cでは、小さな凹み形状となることで製造が容易になる。なお、エア溜り部6を導入溝6cとした場合においても、前記カバー材A2 の連結部11aとの当接により、導入溝6cを略管路状にすることができる。
【0022】
【発明の効果】
請求項1の発明は、ポンプ室1と、該ポンプ室1の頂部付近の円周状の内周壁面1aから側面部1bに沿って突出形成され流体の流れに対向するエア溜り部6と、該エア溜り部6付近に形成されたポンプハウジングAのエア抜き孔5とからなるポンプのエア抜き構造としたことにより、ポンプ室内のエアを抜き且つエア抜き流路内のエアを排出することが容易にできるし、第2に吐出性能への影響を最小限に抑えることができる等の効果を奏する。
【0023】
上記効果を詳述すると、ポンプ室1の内周壁面1aから連続形成されたエア溜り部6によってエア抜き孔5の開口5aの後方部位に閉塞部が形成された状態となり、エア抜き孔5の開口5aにポンプ室1の流体にかかる圧力によってエア溜り部6のエアを開口5aへ押し出して積極的にエア抜き孔5からポンプ外へ排出することができる。さらに、特にポンプ効率を低下させることを防止することができ、小型で高効率のポンプとすることができる。
【0024】
次に、請求項2の発明は、請求項1において、前記エア溜り部6は、前記内周壁面1aの頂部付近から前記エア抜き孔5の開口5aの流れ方向後方側まで突出形成された立上り部6aとしてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、前記エア溜り部6は、立上り部6aとして、エア抜き孔5の開口5aの後方側に位置し、流体の流れにおけるせきとしての役目をなし、開口5aの周囲で流体がせき止められ、流速が遅くなり、エアがエア抜き孔5の開口5aから排出しやすくなる。
【0025】
次に、請求項3の発明は、請求項2において、前記立上り部6aは、前記開口5a付近後方側周囲が略包囲状に形成されてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、前記立上り部6aは、エア抜き孔5の開口5aの後方箇所を包囲するようにして形成されているので、流体はせき止められることによって開口5aの周囲の圧力が増加し、エア抜き孔5からポンプ外へ排出するエア抜きを効率的に行うことができる。
【0026】
次に、請求項4の発明は、請求項2又は3において、前記立上り部6aの端部から流れ方向前方側に延びる延出部6bが形成されてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、エア溜り部6の延出部6bが前記内周壁面1aとともに、流体を効率的に導入し、エアを積極的に排出することができる。
【0027】
次に、請求項5の発明は、請求項1において、前記エア溜り部6は、前記内周壁面1aと前記側面部1bとの角部に形成され且つポンプ室1の内方に向かって膨出する渦状壁面1a1 に凹み状に形成された導入溝6cとし、該導入溝6cの内部に前記エア抜き孔5が形成されてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、内周壁面1aに溝状の部位を形成するのみでエア溜り部6が構成され、極めて簡単な構造とすることができる。
【0028】
次に、請求項6の発明は、請求項1,2,3,4又は5において、前記ポンプハウジングAは前記ポンプ室1を有するハウジング本体部A1 と、前記ポンプ室1の内周壁面1a内に挿入する連結部11aを有してポンプ室1を塞ぐカバー材A2 とからなり、該カバー材A2 の連結部11aは前記エア溜り部6の頂面に略当接状としてなるポンプのエア抜き構造としたことにより、前記エア抜き孔5の開口5aは、エア溜り部6と連結部11aにより囲まれる状態となり、開口5aに流体の取り入れをより効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明が設けられた遠心ポンプの一部断面とした側面図
(B)はポンプ室の形状を示す正面図
【図2】(A)は第1実施形態のエア溜り部の要部斜視図
(B)は第1実施形態のエア溜り部の要部正面図
【図3】(A)はポンプハウジングの一部切除した要部分解斜視図
(B)はカバー材とエア溜り部との構成を示す要部斜視図
【図4】エア溜り部とエア抜き孔との要部拡大断面図
【図5】(A)は第1実施形態の別のタイプのエア溜り部の要部正面図
(B)は第2実施形態のエア溜り部の要部正面図
(C)は第2実施形態の別のタイプのエア溜り部の要部正面図
【図6】(A)は第3実施形態のエア溜り部が形成されたポンプ室の正面図
(B)は第3実施形態のエア溜り部の要部斜視図
【図7】(A)は第3実施形態のエア溜り部の一部断面にした拡大正面図
(B)は第3実施形態の別のタイプが形成されたポンプ室の正面図
【符号の説明】
1…ポンプ室
1a…内周壁面
1b…側面部
A…ポンプハウジング
5…エア抜き孔
5a…開口
6…エアー溜り部
6a…立上り部
6b…延出部
6c…導入溝
Claims (6)
- ポンプ室と、該ポンプ室の頂部付近の円周状の内周壁面から側面部に沿って突出形成され流体の流れに対向するエア溜り部と、該エア溜り部付近に形成されたポンプハウジングのエア抜き孔とからなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
- 請求項1において、前記エア溜り部は、前記内周壁面の頂部付近から前記エア抜き孔の開口の流れ方向後方側まで突出形成された立上り部としてなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
- 請求項2において、前記立上り部は、前記開口付近後方側周囲が略包囲状に形成されてなること特徴とするポンプのエア抜き構造。
- 請求項2又は3において、前記立上り部の端部から流れ方向前方側に延びる延出部が形成されてなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
- 請求項1において、前記エア溜り部は、前記内周壁面と前記側面部との角部に形成され且つポンプ室の内方に向かって膨出する渦状壁面に凹み状に形成された導入溝とし、該導入溝の内部に前記エア抜き孔が形成されてなること特徴とするポンプのエア抜き構造。
- 請求項1,2,3,4又は5において、前記ポンプハウジングは前記ポンプ室を有するハウジング本体部と、前記ポンプ室の内周壁面内に挿入する連結部を有してポンプ室を塞ぐカバー材とからなり、該カバー材の連結部は前記エア溜り部の頂面に略当接状としてなることを特徴とするポンプのエア抜き構造。
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