JP6578515B2 - Vortex pump - Google Patents
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Description
本発明は、カスケードポンプと称される渦流ポンプに関する。 The present invention relates to a vortex pump called a cascade pump.
渦流ポンプは、両面外周縁に放射状に並ぶ多数の羽根溝を形成した円板状のインペラと、このインペラの外周部を囲む渦流室を有するケーシングとからなる。そして、インペラをケーシング内で軸回りに回転させた時、各羽根溝が渦流室内において液体に連続的な渦流を発生させることで、渦流ポンプは、液体を繰り返し加圧して、渦流ポンプ外に送り出す。 The vortex pump is composed of a disk-shaped impeller having a large number of blade grooves arranged radially on both outer peripheral edges, and a casing having a vortex chamber surrounding the outer periphery of the impeller. When the impeller is rotated around the axis in the casing, each vane groove generates a continuous vortex in the liquid in the vortex chamber, so that the vortex pump repeatedly pressurizes the liquid and sends it out of the vortex pump. .
この渦流ポンプでは、そのケーシングにおける羽根溝を囲んでいる渦流室の内周側に、インペラの両面に微小間隔で対向するライナー部が設けられている。これにより、液体の効果的な加圧が得られる。しかし、この対向間隔は、例えば5〜60μmに設定されている。この対向間隔が狭いために、インペラの位置が軸方向に少しでもずれたならば、金属製インペラが同じく金属製のケーシングのライナー部に接触して、異音を発生させてしまう。 In this vortex pump, liner portions that are opposed to both surfaces of the impeller at a minute interval are provided on the inner peripheral side of the vortex chamber surrounding the blade groove in the casing. Thereby, effective pressurization of the liquid is obtained. However, the facing distance is set to 5 to 60 μm, for example. If the position of the impeller is slightly shifted in the axial direction due to the narrow distance between the opposing surfaces, the metal impeller will also come into contact with the liner portion of the metal casing and generate noise.
インペラを回転させて液体を送り出している時には、加圧された液体の圧力がインペラの両面にかかる。このため、インペラの軸方向位置は、液圧によって適切に保たれることが多い。しかし、停止している時には、液圧がかからないために、インペラの軸方向位置は、その軸方向遊びの範囲内で不定となる。このため、次に始動させる際に、インペラとライナー部とが接触した状態で、インペラが回転して異音が発生する虞がある。 When the impeller is rotated to deliver the liquid, the pressure of the pressurized liquid is applied to both sides of the impeller. For this reason, the axial position of the impeller is often appropriately maintained by the hydraulic pressure. However, since the hydraulic pressure is not applied when stopped, the axial position of the impeller is indefinite within the range of the axial play. For this reason, at the time of starting next, there is a possibility that the impeller rotates and abnormal noise is generated in a state where the impeller and the liner portion are in contact with each other.
特許文献1には、インペラの軸が鉛直方向となる立軸タイプであるために、インペラが回転していない時にはインペラが自重で下方に下がるものにおいて、昇降自在な耐摩耗性突起を、インペラの下方側のライナー部に、耐摩耗性環状体を配した渦流ポンプが示されている。
In
しかしながら、この渦流ポンプでは、耐摩耗性環状体に接触するように耐摩耗性突起の昇降調節を行うことで、インペラとライナー部とが停止時に固着することを防いでいる。このために、起動時には常に耐摩耗性突起が耐摩耗性環状体に接触した状態でインペラが回転する。したがって、異音の発生の抑止とはならない。 However, in this vortex pump, the impeller and the liner are prevented from sticking when stopped by adjusting the wear-resistant projections so as to contact the wear-resistant annular body. For this reason, the impeller rotates in a state where the wear-resistant protrusion is in contact with the wear-resistant annular body at all times during startup. Therefore, it does not prevent the generation of abnormal noise.
このように、従来の渦流ポンプは、起動時に異音が発生するという課題を有している。 Thus, the conventional eddy current pump has a problem that abnormal noise is generated at the time of activation.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、インペラとライナー部の接触による異音発生を簡便に防ぐことができる渦流ポンプを提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an eddy current pump that can easily prevent the generation of noise due to contact between an impeller and a liner portion.
本発明に係る渦流ポンプは、放射状に並ぶ羽根溝を両面外周縁に形成した円板状のインペラと、インペラの外周部を囲む渦流室を有するケーシングと、インペラをケーシング内で回転させる駆動部とを備える。また、渦流ポンプは、回転するインペラの羽根溝が、ケーシングの渦流室から、液体を送り出す。また、ケーシングは、渦流室の内周側にインペラの両面に対向するライナー部を備える。また、ライナー部とインペラとの対向面のいずれか一方に、緩衝材を備える。 A vortex pump according to the present invention includes a disk-shaped impeller having radially arranged blade grooves on both outer peripheral edges, a casing having a vortex chamber surrounding the outer periphery of the impeller, and a drive unit that rotates the impeller within the casing. Is provided. In the vortex pump, the blade groove of the rotating impeller feeds liquid from the vortex chamber of the casing. Further, the casing includes a liner portion facing both surfaces of the impeller on the inner peripheral side of the vortex chamber. In addition, a cushioning material is provided on either one of the opposing surfaces of the liner portion and the impeller.
本発明に係る渦流ポンプにおいては、ケーシングのライナー部とインペラとの対向面のいずれか一方に、緩衝材を配置するだけで、ライナー部とインペラとの接触による異音の発生を抑えることができる。 In the vortex pump according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of noise due to contact between the liner portion and the impeller simply by disposing the cushioning material on either one of the facing surfaces of the liner portion and the impeller of the casing. .
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて、詳述する。なお、この実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の実施の形態の渦流ポンプを示す縦断面図である。図2は、同渦流ポンプのカバーを外した状態の斜視図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a vortex pump according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the vortex pump with the cover removed.
図1の渦流ポンプは、ケーシング1と、インペラ2とを備えている。インペラ2は、ケーシング1内において、図示しないモータに接続された駆動軸3によって回転される。図1において、メカニカルシール30は、過流室13内の流体が駆動軸3から漏れることを防いでいる。
The vortex pump shown in FIG. 1 includes a
インペラ2は、円板状で、且つ、外周縁の両面に放射状に並ぶ多数の羽根溝20を備えている。更に、インペラ2は、内周側の座ぐりした凹面部21に、軸方向に貫通する貫通孔22を備えている。凹面部21は、インペラ2と同心の円形もしくはリング状である。
The
ケーシング1は、モータ側のハウジング11と、ハウジング11の開口部に固定されるカバー12とからなる。インペラ2は、ハウジング11とカバー12との間に配置される。そして、インペラ2における羽根溝20を有する外周部は、ケーシング1に設けられた渦流室13内に位置する。インペラ2の軸方向から見て優円弧状をなす渦流室13は、その一端が吸入口15に連通し、他端が吐出口16に連通する。図2において、17は、吸入口15と吐出口16との間を仕切る隔壁である。
The
インペラ2における羽根溝20の内周側(凹面部21の外周側)の両面は、ケーシング1に設けたライナー部14に夫々対向している。なお、ライナー部14とインペラ2との間のクリアランスは、5〜60μmに設定されている。
Both surfaces of the
そして、ここでは、ケーシング1におけるカバー12側のライナー部14と対向するインペラ2の両面に、インペラ2と同心で、リング状の緩衝材4を配している。インペラ2の凹面部21に嵌め込むことで装着された緩衝材4には、樹脂製のものが用いられている。特に、POM(polyoxymethylene)、PP(polyepropylene)あるいはPE(Poly Ethylene)といった可撓性の高い樹脂材料からなる緩衝材4が好適に用いられる。
Here, ring-
ライナー部14と対向する位置に配された緩衝材4は、その厚みが凹面部21の深さよりもわずかに大きいため、インペラ2の表面から5〜50μmほど突出する。なお、この突出量は、ライナー部14とインペラ2との対向間隔より小さくしているのはもちろんである。
The
インペラ2の軸方向位置がずれても、金属製のインペラ2とケーシング1のライナー部14との接触は、樹脂製の緩衝材4によって抑制される。
Even if the axial position of the
また、緩衝材4は樹脂製であることから、インペラ2が緩衝材4に接触しつつ回転しても、異音は殆ど発生しない。なお、インペラ2の回転が定常回転数領域に達すれば、インペラ2の羽根溝20がケーシング1の渦流室13内で発生させる液圧がインペラ2の両面に加わって、インペラ2の軸方向位置を安定させる。このために、別途、インペラ2および緩衝材4に、衝撃が加わらない限り、インペラ2が緩衝材4と接触することは殆どない。また、送り出す液体がない状態での運転、いわゆる空運転がなされたとしても、緩衝材4は、インペラ2とライナー部14との接触による異音発生や、インペラ2とライナー部14の損傷を抑制することになる。
Further, since the
ここで、緩衝材4をインペラ2の凹面部21に嵌め込むように配しているのは、緩衝材4として、例えば1mm以上の厚みを持つものを使えるようにするためである。インペラ2の表面に5〜50μmほどの厚みの樹脂製フィルムを貼ることで、緩衝材4を設けた場合、耐久性に問題が生じるが、1mm以上の厚みを持つものを使うことにより、この問題を避けることができる。
Here, the
図3Aおよび図3Bは、本発明の実施の形態の渦流ポンプの緩衝材の正面図である。凹面部21にリング状の緩衝材4を配置するにあたっては、緩衝材4として、図3Aあるいは図3Bに示すように、凹面部21の側壁に当たる小突起40を外周側に設けておくとよい。この場合、小突起40を含めたリング状緩衝材4の外接円の直径は、凹面部21の内径よりも10〜200μm大きい。緩衝材4の弾性が、凹面部21からの緩衝材4の脱落を防ぐ。したがって、組立時あるいは分解時の作業性が良くなる。小突起40は、複数個を周方向にほぼ均等に配置することが、同軸度を維持し、摩耗の偏りを無くす点で有利となる。この時、小突起40の数は3個であることが、偏りを無くすという点や装着作業の点で、望ましい。なお、小突起40の数は4個以上であってもよい。
3A and 3B are front views of the buffer material of the vortex pump according to the embodiment of this invention. In disposing the ring-shaped
以上は、インペラ2の両面に緩衝材4を配した例を示した。駆動軸3が鉛直方向を向いた立軸タイプのものであれば、インペラ2を回転させていない時、インペラ2は自重で下降する。そのため、インペラ2とライナー部14との接触は、インペラ2の下面側で発生する。この場合、インペラ2の下面側にのみ緩衝材4を配したものとすればよい。
The above shows an example in which the
また、駆動軸3が水平方向を向いた横軸タイプのものにおいても、種々の要因でインペラ2の軸方向の位置ずれが一方向に偏る場合がある。例えば、図1に示す形態においては、インペラ2がカバー12側のライナー部14に接触する事例が多数あるのに対して、ハウジング11側のライナー部14に接触する事例は、これまでのところ見受けられない。また、ケーシング1内面の形状、またはインペラ2の両面の形状等を、インペラ2の軸方向両面において異ならせたりすることで、インペラ2の軸方向の位置ずれを意図的に一方向に偏らせることも可能である。この場合、ライナー部14と接触する虞のある側のインペラ2の片面にのみ緩衝材4を配置すればよい。図4は、本発明の実施の形態の渦流ポンプの他例を示す縦断面図である。図4の場合、カバー12側のライナー部14にインペラ2が接触する虞が高いものにおいて、カバー12側の面にのみ緩衝材4を配置する。これにより、異音発生を効果的に抑制している。カバー12側に緩衝材4を配置することは、緩衝材4の装着や交換等の作業の点でも有利である。
Further, even in a horizontal axis type in which the
緩衝材4はインペラ2側にではなく、ケーシング1のライナー部14側に配してもよいのはもちろんである。この場合も、ケーシング1のライナー部14に環状の溝を設けて、この溝内にある程度の厚みを持つ緩衝材4を配置するのが好ましい。ライナー部14表面から緩衝材4が出る高さは前述のように5〜50μmが適当である。
Of course, the
緩衝材4はリング状であることに限定されるものではなく、複数個の突起状の緩衝材4をインペラ2の表面、もしくはライナー部14の表面に点在させてもよい。図5Aは、本発明の実施の形態の渦流ポンプのインペラを示す正面図である。図5Bは、本発明の実施の形態の渦流ポンプのインペラを示す断面図である。図5Aおよび図5Bに示すように、リベット形状の複数個の緩衝材4を、インペラ2に設けた穴に嵌め込み、インペラ2の表面に周方向において等間隔で配置している。これにより、突起状の緩衝材4を容易に設けることができると同時に、緩衝材4の突出高さの管理が容易である。
The
また、このような緩衝材4の配置は、緩衝材4とライナー部14、もしくはインペラ2との接触による回転摩擦を低減することができる。図6は、本発明の実施の形態の渦流ポンプの別の例のインペラを示す断面図である。突起状の緩衝材4の先端を、図6に示すように丸めたリベット状のものとすれば、さらに回転摩擦を低減することができる。
Further, such an arrangement of the
図7は、本発明の実施の形態の渦流ポンプの別の例の緩衝材を示す正面図である。リング状の緩衝材4においては、図7に示すように、インペラ2と接触する側の緩衝材4の表面に円柱形状の緩衝用突起50を配置することが好ましい。この構成によれば、前述と同様に、回転摩擦を低減することができる。
FIG. 7 is a front view showing a cushioning material of another example of the vortex pump according to the embodiment of the present invention. In the ring-shaped
図8は、本発明の実施の形態の渦流ポンプの別の例の緩衝材を示す側面図である。図8に示すように、緩衝用突起50の先端形状を球面にした緩衝用球面突起51にすることが好ましい。この構成によれば、インペラ2と緩衝材4の平坦面との隙間を確保することが可能となる。そのため、渦流室内の流体に異物が混入した場合に、インペラ2と緩衝材4の隙間に異物がはまり込み難く、インペラ2が停止することを低減することができる。
FIG. 8 is a side view showing a cushioning material of another example of the vortex pump according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, it is preferable to use a buffer
図9は、本発明の実施の形態の渦流ポンプの更に別の例の緩衝材を示す正面図である。図9に示すように、緩衝用突起50を複数の異なる大きさの同心円(第1同心円52a、第2同心円52b)上に配置することが好ましい。図9の構成によれば、それぞれの円周上に配置された隣り合う緩衝用突起50の間隔(例えば第1緩衝用突起50aと第2緩衝用突起50bとの間隔)が長くなる。このため、インペラ2の回転により、摩耗または切断された緩衝材4の緩衝用突起50の切断片が、インペラ2の回転方向で隣り合う緩衝用突起50までに軌道をはずれ、緩衝用突起50とインペラ2の隙間にはまり込み難くなる。この結果、異物混入によるインペラ2の停止を抑制することができる。
FIG. 9 is a front view showing a cushioning material of still another example of the vortex pump according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, it is preferable to arrange the
なお、図9の構成は、具体的には以下のように説明できる。複数の緩衝用突起50は、第1緩衝用突起50aおよび第2緩衝用突起50bからなる。第1緩衝用突起50aは第1同心円52a上に配置され、第2緩衝用突起50bは第2同心円52b上に配置される。第1同心円52aの中心53と、第2同心円52bの中心53とは同じである。第1同心円52aの大きさと、第2同心円52bの大きさとが異なる。
The configuration of FIG. 9 can be specifically explained as follows. The plurality of buffering
以上のように、本実施の形態の渦流ポンプは、放射状に並ぶ羽根溝20を両面外周縁に形成した円板状のインペラ2と、インペラ2の外周部を囲む渦流室13を有するケーシング1と、インペラ2をケーシング1内で回転させる駆動軸3に相当する駆動部とを備える。また、渦流ポンプは、回転するインペラ2の羽根溝20が、ケーシング1の渦流室13から、液体を送り出す。また、ケーシング1は、渦流室13の内周側にインペラ2の両面に対向するライナー部14を備える。また、ライナー部14とインペラ2との対向面のいずれか一方に、緩衝材4を備える。これにより、ライナー部14とインペラ2との接触による異音の発生を抑えることができる。
As described above, the eddy current pump according to the present embodiment includes a disk-shaped
また、緩衝材4は、ライナー部14もしくはインペラ2に形成された凹面部21に相当する凹部に嵌め込まれたものであり、緩衝材の厚みは凹部の深さよりも大であればよい。また、緩衝材の厚みと凹部の深さとの差分が、ライナー部14とインペラ2との間の対向間隔より小であればよい。これにより、インペラ2の軸方向位置がずれても、インペラ2とケーシング1のライナー部14との接触は、緩衝材4によって抑制される。
Further, the
また、凹部の深さに対して緩衝材の厚みが5〜50μm大きくてよい。これにより、インペラ2の軸方向位置がずれても、インペラ2とケーシング1のライナー部14との接触は、緩衝材4によって抑制される。
Further, the thickness of the buffer material may be 5 to 50 μm larger than the depth of the recess. Thereby, even if the axial direction position of the
また、緩衝材4は、インペラ2と同心に配されたリング状であってよい。これにより、ライナー部14とインペラ2との接触による異音の発生を抑えることができる。
Further, the
また、凹部はインペラ2と同心の円形もしくはリング状であり、緩衝材4はインペラ2と同心のリング状で、且つ、凹部の側壁に接する複数の突起を外周に備えていてよい。これにより、凹部21からの緩衝材4の脱落を防ぐことができる。
Further, the concave portion has a circular shape or a ring shape concentric with the
また、複数の突起は、リング状の緩衝材4の周方向において等間隔に設けられていてよい。これにより、同軸度を維持し、突起の摩耗の偏りを無くすことができる。
The plurality of protrusions may be provided at equal intervals in the circumferential direction of the ring-shaped
また、緩衝材4は、ライナー部14もしくはインペラ2の表面の複数箇所に配された突起状のものであってよい。これにより、緩衝材4を容易に設けることができると同時に、緩衝材4の突出高さの管理が容易である。
Further, the
また、緩衝材4は、ライナー部14もしくはインペラ2に形成された凹部に嵌め込まれているリベット状のものであってよい。これにより、渦流ポンプの回転摩擦を低減することができる。
Further, the
また、緩衝材4は、インペラ2と同心に配されたリング状であり、緩衝材4の表面に、複数の緩衝用突起50を設けたものであってよい。これにより、渦流ポンプの回転摩擦を低減することができる。
The
また、複数の緩衝用突起50は、球面形状を有してよい。これにより、インペラ2と緩衝材4の平坦面との隙間を確保することが可能となる。そのため、渦流室内の流体に異物が混入した場合に、インペラ2と緩衝材4の隙間に異物がはまり込み難く、インペラ2が停止することを低減することができる。
Further, the plurality of buffering
また、複数の緩衝用突起50は、複数の異なる大きさの同心円上に配置されたものであってよい。これにより、それぞれの円周上に配置された隣り合う緩衝用突起50の間隔が長くなる。このため、インペラ2の回転により摩耗または切断された緩衝材4の緩衝用突起50の切断片が、インペラ2の回転方向で隣り合う緩衝用突起50までに軌道をはずれ、緩衝用突起50とインペラ2の隙間にはまり込み難くなる。この結果、異物混入によるインペラ2の停止を抑制することができる。
Further, the plurality of buffering
また、複数の緩衝用突起50は、第1緩衝用突起50aおよび第2緩衝用突起50bからなってよい。第1緩衝用突起50aは、第1同心円52a上に配置され、第2緩衝用突起50bは、第2同心円52b上に配置される。第1同心円52aの中心と第2同心円52bの中心は同じで、第1同心円52aの大きさと第2同心円52bの大きさが異なる。これにより、それぞれの円周上に配置された隣り合う緩衝用突起50の間隔(例えば第1緩衝用突起50aと第2緩衝用突起50bとの間隔)が長くなる。このため、インペラ2の回転により摩耗または切断された緩衝材4の緩衝用突起50の切断片が、インペラ2の回転方向で隣り合う緩衝用突起50までに軌道をはずれ、緩衝用突起50とインペラ2の隙間にはまり込み難くなる。この結果、異物混入によるインペラ2の停止を抑制することができる。
The plurality of buffering
本発明に係る渦流ポンプは、井戸等における地下水の汲み上げ等に使用される。本発明に係る渦流ポンプは、インペラとインペラの外周部を囲む渦流室を有するケーシングに、インペラと対向するように備えられたライナーが接触する際に、発生する異音を低減することができる。したがって、同様のインペラとライナーを有する渦流ポンプ等に有用である。 The vortex pump according to the present invention is used for pumping up groundwater in a well or the like. The eddy current pump according to the present invention can reduce abnormal noise that occurs when a liner having a vortex chamber surrounding the impeller and the outer periphery of the impeller comes into contact with the impeller. Therefore, it is useful for a vortex pump having a similar impeller and liner.
1 ケーシング
2 インペラ
3 駆動軸
4 緩衝材
11 ハウジング
12 カバー
13 渦流室
14 ライナー部
15 吸入口
16 吐出口
17 隔壁
20 羽根溝
21 凹面部
22 貫通孔
30 メカニカルシール
40 小突起
50 緩衝用突起
50a 第1緩衝用突起
50b 第2緩衝用突起
51 緩衝用球面突起
52a 第1同心円
52b 第2同心円
53 中心DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記インペラの外周部を囲む渦流室を有するケーシングと、
前記インペラを前記ケーシング内で回転させる駆動部とを備え、
回転する前記インペラの前記羽根溝が、前記ケーシングの前記渦流室から、液体を送り出す渦流ポンプであって、
前記ケーシングは、前記渦流室の内周側に前記インペラの両面に対向するライナー部を備え、
前記ライナー部と前記インペラとの対向面のいずれか一方に、緩衝材を備え、
前記緩衝材は、前記ライナー部もしくは前記インペラに形成された凹部に嵌め込まれたものであり、
前記緩衝材の厚みは前記凹部の深さよりも大であり、
前記凹部は前記インペラと同心の円形もしくはリング状であり、
前記緩衝材は前記インペラと同心のリング状で、且つ、前記凹部の側壁に接する複数の突起を外周に備えている渦流ポンプ。 A disk-shaped impeller formed with radially-arranged blade grooves on both outer peripheral edges;
A casing having a vortex chamber surrounding the outer periphery of the impeller;
A drive unit that rotates the impeller in the casing;
The blade groove of the rotating impeller is a vortex pump that sends out liquid from the vortex chamber of the casing,
The casing includes a liner portion facing both surfaces of the impeller on the inner peripheral side of the vortex chamber,
A buffer material is provided on either one of the opposing surfaces of the liner portion and the impeller ,
The cushioning material is fitted into a recess formed in the liner part or the impeller,
The thickness of the cushioning material is greater than the depth of the recess,
The recess is circular or ring concentric with the impeller,
The cushioning material in the impeller and concentric ring-shaped, and, vortex pump that provides the outer periphery a plurality of projections in contact with the side wall of the recess.
上記第1緩衝用突起は、第1同心円上に配置され、
上記第2緩衝用突起は、第2同心円上に配置され、
上記第1同心円の中心と上記第2同心円の中心は同じで、上記第1同心円の大きさと上記第2同心円の大きさが異なる請求項5に記載の渦流ポンプ。 The plurality of buffering protrusions include a first buffering protrusion and a second buffering protrusion,
The first buffering protrusion is disposed on the first concentric circle,
The second buffering protrusion is disposed on the second concentric circle,
The eddy current pump according to claim 5 , wherein the center of the first concentric circle and the center of the second concentric circle are the same, and the size of the first concentric circle and the size of the second concentric circle are different.
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