JP5669463B2 - 遠心ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、遠心ポンプに係り、より詳細には、洗濯機、等のための遠心排出ポンプに係る。

遠心ポンプは、洗濯機又は食器洗い機の排出ポンプとしてしばしば使用される。実際の用途では、ポンプは、機械の内側に装着され、機械の制御回路によって運転中に自動的に作動され、主として機械から水を汲み出す。運転全体は、３つのステージ、即ちスタートステージ、全水ステージ及び空気−水ステージへと分割することができる。空気−水ステージは、ほとんどの水が既に汲み出されそして残留する水と空気との混合物だけがポンプに流れる最後のステージである。一般的に、空気−水ステージは、ノイズレベルがスタートステージ又は全水ステージのノイズレベルより著しく高い騒々しい運転段階である。

従って、特に、ポンプが空気−水ステージで運転されるときに静寂な遠心ポンプが要望される。

これは、本発明では、ポンプの入口にバッフルが配置された遠心ポンプを使用することにより達成される。

従って、本発明は、その１つの態様において、入口、出口、これら入口及び出口と連通するチャンバーを含む渦巻き部、並びにこの渦巻き部のチャンバーに配置された羽根を備えたポンプユニットと；固定子、及びシャフトを含む回転子を備えた駆動ユニットであって、該駆動ユニットのシャフトは、渦巻き部のチャンバーへと延び、羽根がシャフトに取り付けられてシャフトにより駆動されるような駆動ユニットと；を備え、入口はチャンバーと同軸的であり、更に、入口にはバッフルが配置され、このバッフルは、入口の軸に対して角度付けされたガイドプレートを含む、遠心ポンプを提供する。

好ましくは、ガイドプレートは、入口の内面に接触する接触縁と、入口の内面から離間された自由縁とを含み、この自由縁と入口の内面との間に入口を貫通する通路が形成される。

好ましくは、ガイドプレートの接触縁と、入口の内面との間には排出スロットが形成される。

好ましくは、羽根はチャンバーと同軸的であり、羽根の軸は、ガイドプレートの輪郭を貫通する。

好ましくは、バッフルは、更に、接触縁の周囲から入口の軸に平行な方向に沿って延びる円筒状部分と、ガイドプレートから離れた円筒状部分の端に形成された装着部分とを備え、この装着部分は、渦巻き部のチャンバーに隣接して、入口に形成された肩部に当接する。

好ましくは、入口の内面及びバッフルの円筒状部分の外面の一方には少なくとも１つのリブが形成され、入口の内面及びバッフルの円筒状部分の外面の他方には少なくとも１つのくぼみが形成され、そしてこの少なくとも１つのくぼみに少なくとも１つのリブが受け入れられる。

好ましくは、入口の肩部及びバッフルの装着部分の一方には少なくとも１つのポストが形成され、入口の肩部及びバッフルの装着部分の他方には少なくとも１つの装着穴が形成され、そしてこの少なくとも１つの装着穴に少なくとも１つのポストが固定される。

好ましくは、ガイドプレートと入口の軸との間に形成される角度は、４５から７０度の範囲である。

好ましくは、回転子は、シャフトに取り付けられた永久磁石を備え、そして固定子は、渦巻き部に取り付けられた装着プレートを有する装着構造部と、装着プレートの片側から延びる中空円筒とを備え、シャフト及び磁石は、円筒に配置される。

好ましくは、駆動ユニットは、同期モータであり、固定子は、極面が回転子に直面して円筒の外側に位置された固定子コアを備え、この固定子コアの周りに少なくとも１つの固定子巻線が巻かれる。

好ましくは、羽根は、から動きクラッチによりシャフトに接続される。

以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。２つ以上の図に現れる同じ構造物、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図において同じ参照番号で示す。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、表現の便宜上及び明瞭化のために選択されたものであって、必ずしも正しいスケールで示されていない。

本発明の好ましい実施形態による遠心ポンプの斜視図である。 図１のポンプの端面図である。 図１のポンプの一部分である渦巻き部の斜視図である。 図３の渦巻き部の異なる図で、渦巻き部の入口を詳細に示すために一部分を除去した図である。 図３の渦巻き部の一部分であるバッフルの斜視図である。 図５のバッフルの異なる図である。 図１のポンプの断面図である。 図１のポンプの羽根の斜視図である。

図１、２及び７に示された本発明の好ましい実施形態による遠心ポンプ１０は、ポンプユニット２０及び駆動ユニット５０を備えている。ポンプユニット２０は、渦巻き部３０と、この渦巻き部３０内に配置された羽根４０とを備えている。駆動ユニット５０は、永久磁石回転子及び巻線型固定子をもつ同期モータであるのが好ましい。

渦巻き部３０は、図３及び４に明確に示されたように、入口３２と、出口３４と、これら入口３２及び出口３４と連通するチャンバー３６とを備えている。入口３２の向きは、出口３４に対して一般的に垂直であり、即ち入口の軸は、出口の軸が存在する平面に垂直な平面内にある。羽根４０は、チャンバー３６の中心に位置され、羽根４０の軸は、図７に示すように、チャンバー３６の軸と同軸的であり、これは、次いで、羽根の軸と同軸的である。入口３２の端には環状肩部３７が形成されて、チャンバー３６に接合している。この肩部３７には、複数の装着穴３８が設けられる。入口３２の軸に平行な複数のリブ３９が入口３２の内面に形成される。入口３２には、バッフル６０が設置される。

図３及び図５−６を参照すれば、バッフル６０は、入口３２の内面に接触するように構成された接触縁と、入口３２の内面から離間された自由縁とを有するガイドプレート６２を備えている。入口３２を通してチャンバーへ流れ込む流体のための通路６５が、ガイドプレート６２の自由縁と入口３２の内面との間に形成される。ガイドプレート６２は、入口３２の軸に対して角度が付けられ即ち傾斜される。ガイドプレート６２と入口３２の軸との間に形成される角度は、４５ないし７０度の範囲である。ガイドプレート６２の自由縁は、入口３２の中心軸を越えて延びる。即ち、通路６５のサイズは、入口３２の半分より小さく、羽根４０の軸は、ガイドプレート６２を貫通する。

バッフル６０は、更に、ガイドプレート６２の周囲から入口３２の軸に沿って延びる円筒状部分６４も備えている。ガイドプレート６２から離れた円筒状部分６４の端には環状装着部分６６が形成される。この装着部分６６から円筒状部分６４の軸方向に平行な方向に複数のポスト６８が延びる。円筒状部分６４の外面には複数の細長いくぼみ６９が形成される。入口３２へ入る水及び空気の混合物に含まれた空気を逃すためにバッフル６０と入口３２の内面との間に排出スロット６３が形成される。この排出スロット６３は、ガイドプレート６２の接触縁及び円筒状部分６４を通して延びる。バッフル６０が渦巻き部３０の入口３２に設置されると、環状装着部分６６が入口３２の肩部３７に当接し、入口３２のリブ３９がそれに対応するくぼみ６９に受け入れられ、そしてバッフル６０のポスト６８が高温くい止め又はプラスチック変形により入口３２の対応する装着穴３８に固定される。

或いは又、リブ３９及びくぼみ６９の位置は、交換されてもよい。ポスト６８及び装着穴３８の位置も、交換されてもよい。

使用に際し、バッフルは、排出スロット６３が最も上に来るようにして入口内に装着されねばならない。ポンプの運転中に、水及び空気の混合物が入口３２を経てポンプ１０に入るときに、ガイドプレート６２は、空気が入口３２を通過するのを妨げながら水を入口３２を通してガイドするように働き、これにより、入口３２を経てチャンバーへ通される水及び空気の混合物に含まれる空気の量を減少し、ひいては、特に空気−水ステージにおいてポンプによって発生されるノイズの量を減少させる。空気−水ステージは、ポンプが運転されて水を圧送するがポンプに多量の空気があるとき、例えば、ポンピングサイクルの終わりにポンプがドライ状態で運転を開始するときに生じる。バッフルにより捕えられた空気は、ポンプが運転されていなくても、排出スロット６３を通してゆっくり抜き取ることができる。

図７を参照すれば、駆動ユニット５０は、回転子及び固定子を備えている。回転子は、シャフト９２と、このシャフト９２に取り付けられた磁石９４とを含む。

回転子は、回転子を受け入れるように構成された中空円筒７２を含む装着構造体を備えている。この円筒は、閉止端及び開放端を有する。円筒７２の開放端には、装着プレート７４が配置される。装着プレート７４は、駆動ユニット５０とポンプユニット２０を一緒に固定するためにスクリューを係合する複数の装着穴を画成する。シャフト９２の第１の端は、円筒の開放端を閉じる装着構造体９０及びベアリング５６を経て装着プレート７４に装着される。シャフト９２の第２の端は、別のベアリング５６を経て円筒７２の閉止端に装着される。シャフト９２の第１の端は、装着プレート７４及び装着構造体９０を通して延びて、好ましくは全負荷のもとでポンプを運転するのに必要なスタートトルクを減少するから動きクラッチにより、羽根４０に接続される。図示されたように、羽根は、羽根４０のハブ４２の内側に配置される結合装置８０を経てシャフト９２に接続される。

結合装置８０は、参考としてここに援用する米国特許出願公告第２００８／００８０９８７号に開示された結合装置でよい。結合装置８０は、シャフト９２の第１の端にしっかり装着される管８２と、羽根４０のハブ４２の内面と管８２との間に配置されたボール８４とを備えている。管８２は、半径方向外方に延びる駆動歯を有し、ハブ４２の内面は、半径方向内方に延びる駆動歯を有する。シャフト９２が回転するときに、管８２の駆動歯がハブ４２の被駆動歯を駆動し、それ故、ボール８４を経て羽根４０を回転させる。ボールと歯との間の周囲方向間隔は、ハブと管との間に限定された自由運動を許す。駆動ユニット５０を向いたハブ４２の端の内面は、環状スロットを画成する。フランジをもつカバー８５がハブ４２の端に装着され、そしてカバー８５のフランジがハブ４２のスロットに係合されて、結合装置８０がハブ４２の内部から脱出するのを防止する。カバー８５と管８２との間で弾力性部材又はゴム部材が軸方向に配置されるのが好ましい。管８２の外面と、ボール８４から離れたハブ４２の内面との間に弾力性リング８６が係合されて、羽根４０の回転時に羽根４０がぐらつくのを防止する。ベアリング５６と、装着プレート７４の装着開口に設置された装着構造体９０との間にシール構造体８８が配置され、ポンプユニット２０における流体又は残骸がシャフト９２に沿って駆動ユニット５０に入り込むのを防止する。

固定子は、円筒７２を取り巻く固定子コア７６と、固定子コア７６に巻かれた巻線とを備えている。装着プレート７４にはエンクロージャー７８が取り付けられて、固定子コア７６及び巻線を包囲する。

図８を参照すれば、羽根４０は、底部プレート４１と、ハブ４２と、ハブ４２から半径方向に延びるブレード４４とを備えている。ハブ４２は、円錐状であるのが好ましい。

本発明のポンプは、任意の種類の洗濯機に排出ポンプとして使用することができる。

本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、ここに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。

本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。

１０：遠心ポンプ
２０：ポンプユニット
３０：渦巻き部
３２：入口
３４：出口
３６：チャンバー
３７：環状肩部
３８：装着穴
３９：リブ
４０：羽根
４１：底部プレート
４２：歯部
４４：ブレード
５０：駆動ユニット
５６：ベアリング
６０：バッフル
６２：ガイドプレート
６３：排出スロット
６４：円筒状部分
６５：通路
６６：環状装着部分
６８：ポスト
６９：くぼみ
７２：中空円筒
７４：装着プレート
７６：固定子コア
７８：エンクロージャー
８０：結合装置
８２：管
８４：ボール
８５：カバー
８６：弾力性リング
８８：シール構造体
９０：装着構造体
９２：シャフト
９４：磁石

Claims (10)

1. 入口、出口、これら入口及び出口と連通するチャンバーを含む渦巻き部、並びに該渦巻き部のチャンバーに配置された羽根を備えたポンプユニットと；
   固定子、及びシャフトを含む回転子を備えた駆動ユニットであって、該駆動ユニットのシャフトは、渦巻き部のチャンバーへと延び、羽根がシャフトに取り付けられてシャフトにより駆動されるような駆動ユニットと；
   を備え、入口はチャンバーと同軸的であり、更に、入口にはバッフルが配置され、該バッフルは、入口の軸に対して角度付けされたガイドプレートを含み、
   前記ガイドプレートは、入口の内面に接触する接触縁と、入口の内面から離間された自由縁とを含み、この自由縁と入口の内面との間に入口を貫通する通路が形成され、
   ポンプの運転中にチャンバー内の空気が抜き取られるための空気の通路が前記入口に形成されおり、前記空気の通路は、前記バッフルの外面と前記入口の内面に形成されており、かつ、チャンバーと連通している、遠心ポンプ。
2. 前記ガイドプレートの接触縁と前記入口の内面との間には排出スロットが形成される、請求項２に記載の遠心ポンプ。
3. 前記羽根はチャンバーと同軸的であり、前記羽根の軸は、前記ガイドプレートの自由縁を貫通する、請求項１又は２に記載の遠心ポンプ。
4. 前記バッフルは、更に、前記接触縁の周囲から前記入口の軸に平行な方向に沿って延びる円筒状部分と、前記ガイドプレートから離れた前記円筒状部分の端に形成された装着部分とを備え、この装着部分は、前記渦巻き部のチャンバーに隣接して、前記入口に形成された肩部に当接する、請求項１、２又は３に記載の遠心ポンプ。
5. 前記入口の内面及びバッフルの円筒状部分の外面の一方には少なくとも１つのリブが形成され、前記入口の内面及びバッフルの円筒状部分の外面の他方には少なくとも１つのくぼみが形成され、この少なくとも１つのくぼみに前記少なくとも１つのリブが受け入れられる、請求項４に記載の遠心ポンプ。
6. 前記入口の肩部及びバッフルの装着部分の一方には少なくとも１つのポストが形成され、前記入口の肩部及びバッフルの装着部分の他方には少なくとも１つの装着穴が形成され、この少なくとも１つの装着穴に前記少なくとも１つのポストが固定される、請求項４又は５に記載の遠心ポンプ。
7. 前記ガイドプレートと前記入口の軸との間に形成される角度は、４５から７０度の範囲である、請求項１から６のいずれかに記載の遠心ポンプ。
8. 前記回転子は、シャフトに取り付けられた永久磁石を備え、そして前記固定子は、前記渦巻き部に取り付けられた装着プレートを有する装着構造部と、その装着プレートの片側から延びる中空円筒とを備え、前記シャフト及び磁石は、前記円筒に配置される、請求項１から７のいずれかに記載の遠心ポンプ。
9. 前記駆動ユニットは、同期モータであり、前記固定子は、極面が前記回転子に直面して前記円筒の外側に位置された固定子コアを備え、この固定子コアの周りに少なくとも１つの固定子巻線が巻かれる、請求項８に記載の遠心ポンプ。
10. 前記羽根は、から動きクラッチによりシャフトに接続される、請求項１から９のいずれかに記載の遠心ポンプ。

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