JP7029991B2 - Cascade pump - Google Patents

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Description

本発明は、カスケードポンプに関する。 The present invention relates to a cascade pump.

従来、外周縁部に複数の羽根溝が形成されたインペラを備えたカスケードポンプが用いられている。インペラを収容するハウジングには、インペラの周方向に沿う昇圧流路が形成されている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, a cascade pump equipped with an impeller having a plurality of blade grooves formed on the outer peripheral edge portion has been used. The housing accommodating the impeller is formed with a step-up flow path along the circumferential direction of the impeller (see, for example, Patent Document 1).

特開平1-53089号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-53089

カスケードポンプでは、低流量であっても流体の圧力を高くすることができる。カスケードポンプでは、流体が高圧となるため、シール箇所からの流体の漏出を確実に防ぐことが求められている。 Cascade pumps can increase fluid pressure even at low flow rates. In a cascade pump, the fluid becomes high pressure, so it is required to surely prevent the fluid from leaking from the sealed portion.

本発明の一態様は、流体の漏出を防ぐことができるカスケードポンプを提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a cascade pump capable of preventing fluid leakage.

本発明の一態様は、外周縁部に複数の羽根溝を有し、回転によって流体を圧送するインペラと、前記流体を前記インペラに導く吸込流路、前記インペラの周方向に沿って前記流体を昇圧させる昇圧流路、前記昇圧流路によって昇圧した流体を吐出する吐出流路、および、前記吐出流路内の流体を導く循環流路、を有するポンプハウジングと、前記インペラを回転させる回転軸、前記回転軸に連結された回転子、および、前記回転子を回転駆動する固定子、を有するモータと、前記回転子と前記固定子とを隔てる筒状のキャンと、前記モータおよび前記キャンを収容するモータハウジングと、を備え、前記モータハウジング内に、前記循環流路からの流体を前記キャンと前記回転子との間に導くキャン流路、および、前記キャン流路を経た流体を前記回転子と前記回転軸の間を通して前記ポンプハウジング内に導く返送流路が形成され、前記ポンプハウジング内に、前記返送流路からの前記流体が導入される中間室と、前記中間室内の前記流体を前記吸込流路に導く戻り流路とが形成されている、カスケードポンプを提供する。 One aspect of the present invention is an impeller having a plurality of blade grooves on the outer peripheral edge portion and pumping the fluid by rotation, a suction flow path for guiding the fluid to the impeller, and the fluid along the circumferential direction of the impeller. A pump housing having a boosting flow path for boosting, a discharge flow path for discharging the fluid boosted by the boosting flow path, and a circulation flow path for guiding the fluid in the discharge flow path, and a rotating shaft for rotating the impeller. A motor having a rotor connected to the rotary shaft and a stator that rotationally drives the rotor, a tubular can that separates the rotor and the stator, and the motor and the can are accommodated. A can flow path that guides the fluid from the circulation flow path between the can and the rotor, and a fluid that has passed through the can flow path is the rotor in the motor housing. A return flow path is formed to guide the pump housing into the pump housing through between the rotor and the rotary shaft, and the intermediate chamber into which the fluid from the return flow path is introduced and the fluid in the intermediate chamber are introduced into the pump housing. Provided is a cascade pump in which a return flow path leading to a suction flow path is formed.

前記回転軸は、中実構造であり、前記ポンプハウジングに、前記回転軸の一端の中心部を回転自在に支持する軸支持部が設けられていることが好ましい。 The rotary shaft has a solid structure, and it is preferable that the pump housing is provided with a shaft support portion that rotatably supports the central portion of one end of the rotary shaft.

前記中間室は、前記回転軸と平行に見て、前記吸込流路より前記インペラの径方向内方側に形成されていることが好ましい。 It is preferable that the intermediate chamber is formed on the radial inward side of the impeller from the suction flow path when viewed in parallel with the rotation axis.

前記キャンは、前記モータハウジングと一体に形成されていることが好ましい。 The can is preferably formed integrally with the motor housing.

本発明の一態様は、モータの回転子と固定子とを隔てるキャンを備え、キャン内で流体を循環させる。そのため、メカニカルシール構造を採用する必要がなく、流体の漏出を防ぐことができる。前記態様によれば、流体を、キャン流路および返送流路を通してポンプハウジング内に循環させることができるため、回転軸に返送用の貫通流路を形成する必要がない。よって、回転軸が貫通流路を有する場合に比べて、回転軸の加工コストが不要となり、製造コスト削減が可能である。 One aspect of the present invention comprises a can that separates the rotor and stator of the motor and circulates fluid within the can. Therefore, it is not necessary to adopt a mechanical seal structure, and it is possible to prevent fluid leakage. According to the above aspect, since the fluid can be circulated in the pump housing through the can flow path and the return flow path, it is not necessary to form a return flow path on the rotating shaft. Therefore, as compared with the case where the rotating shaft has a through flow path, the processing cost of the rotating shaft becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

第1実施形態のカスケードポンプの、中心軸に沿う断面を示す構成図である。It is a block diagram which shows the cross section along the central axis of the cascade pump of 1st Embodiment. 図1のA-A線に沿う断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section along the line AA of FIG. 図1のカスケードポンプの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the cascade pump of FIG. 図1のC-C線に沿う断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section along the CC line of FIG. 図1のB-B線に示す位置における軸受を示す図である。It is a figure which shows the bearing at the position shown by the line BB of FIG. 図1のカスケードポンプの回転軸の端部の支持構造を示す図であり、図1のD部分の拡大図である。It is a figure which shows the support structure of the end of the rotary shaft of the cascade pump of FIG. 1, and is the enlarged view of the part D of FIG. カスケードポンプの回転軸の端部の支持構造の他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the support structure of the end of the rotary shaft of a cascade pump. 第2実施形態のカスケードポンプの、中心軸に沿う断面を示す構成図である。It is a block diagram which shows the cross section along the central axis of the cascade pump of 2nd Embodiment. 図8のカスケードポンプのキャンの閉止部を前側から見た図である。FIG. 8 is a view of the closing portion of the can of the cascade pump of FIG. 8 as viewed from the front side.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のカスケードポンプ10の、中心軸C1,C2に沿う断面を示す構成図である。図2は、図1のA-A線に沿う断面を示す図である。図3は、カスケードポンプ10の内部構造を示す斜視図である。図4は、図1のC-C線に沿う断面を示す図である。図5は、図1のB-B線に示す位置における軸受6を示す図である。図6は、カスケードポンプ10の回転軸の端部の支持構造を示す図であり、図1のD部分の拡大図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a cross section of the cascade pump 10 of the first embodiment along the central axes C1 and C2. FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the cascade pump 10. FIG. 4 is a diagram showing a cross section taken along the line CC of FIG. FIG. 5 is a diagram showing the bearing 6 at the position shown by the line BB in FIG. 1. FIG. 6 is a diagram showing a support structure at the end of the rotating shaft of the cascade pump 10, and is an enlarged view of a portion D in FIG. 1.

図1に示すように、カスケードポンプ10は、インペラ1と、ポンプハウジング2と、モータ3と、キャン4と、モータハウジング5と、軸受6とを備える。
以下、インペラ1はモータ3に対して前方に位置するとして、各部材の位置関係を説明することがある。中心軸C1はインペラ1の中心軸である。中心軸C2はモータ3の中心軸である。第1面11aはインペラ本体11の前面であり、第2面11bはインペラ本体11の後面である。
As shown in FIG. 1, the cascade pump 10 includes an impeller 1, a pump housing 2, a motor 3, a can 4, a motor housing 5, and a bearing 6.
Hereinafter, it is assumed that the impeller 1 is located in front of the motor 3, and the positional relationship of each member may be described. The central axis C1 is the central axis of the impeller 1. The central axis C2 is the central axis of the motor 3. The first surface 11a is the front surface of the impeller main body 11, and the second surface 11b is the rear surface of the impeller main body 11.

図2および図3に示すように、インペラ1は、円板状のインペラ本体11と、突出筒部12とを有する。インペラ本体11は、中央部から径方向外方に向けて、中央板部13と、主板部14と、羽根部15とを備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the impeller 1 has a disk-shaped impeller main body 11 and a protruding cylinder portion 12. The impeller main body 11 includes a central plate portion 13, a main plate portion 14, and a blade portion 15 from the central portion toward the outside in the radial direction.

中央板部13は、円板状に形成されている。中央板部13の中央には、回転軸31が挿通する挿通孔16(図1参照)が形成されている。挿通孔16は、中央板部13を厚さ方向に貫通して形成されている。中央板部13には、挿通孔16の径方向外方の位置に、1または複数の連通孔17が形成されている。連通孔17は、中央板部13を厚さ方向に貫通して形成されている。図2および図3では、中央板部13には4つの連通孔17が、インペラ1の周方向に等間隔に形成されている。連通孔17は、中間室25の第1空間27と第2空間28とを連通する。 The central plate portion 13 is formed in a disk shape. An insertion hole 16 (see FIG. 1) through which the rotating shaft 31 is inserted is formed in the center of the central plate portion 13. The insertion hole 16 is formed so as to penetrate the central plate portion 13 in the thickness direction. In the central plate portion 13, one or a plurality of communication holes 17 are formed at positions outside the radial direction of the insertion holes 16. The communication hole 17 is formed so as to penetrate the central plate portion 13 in the thickness direction. In FIGS. 2 and 3, four communication holes 17 are formed in the central plate portion 13 at equal intervals in the circumferential direction of the impeller 1. The communication hole 17 communicates the first space 27 and the second space 28 of the intermediate chamber 25.

主板部14は、中央板部13より径方向外方側にあって、中央板部13より厚く形成されている。主板部14は、インペラ1の周方向に一定の幅を有する環状部分である。図1に示すように、主板部14の前面は、ポンプハウジング2の内面と近接しており、第1空間27を区画している。主板部14の後面は、ポンプハウジング2のモータハウジング5側の壁部内面と近接しており、第2空間28を区画している。 The main plate portion 14 is on the outer side in the radial direction from the central plate portion 13 and is formed thicker than the central plate portion 13. The main plate portion 14 is an annular portion having a constant width in the circumferential direction of the impeller 1. As shown in FIG. 1, the front surface of the main plate portion 14 is close to the inner surface of the pump housing 2 and partitions the first space 27. The rear surface of the main plate portion 14 is close to the inner surface of the wall portion of the pump housing 2 on the motor housing 5 side, and partitions the second space 28.

図2および図3に示すように、羽根部15は、インペラ本体11の外周縁部に形成されている。羽根部15は、周方向に並ぶ複数の羽根溝18を有する。羽根溝18は、羽根部15の両面にそれぞれ形成されている。羽根溝18は、インペラ1の径方向に沿って形成されている。羽根溝18は、径方向外方に向けて徐々に深さを増す。 As shown in FIGS. 2 and 3, the blade portion 15 is formed on the outer peripheral edge portion of the impeller main body 11. The blade portion 15 has a plurality of blade grooves 18 arranged in the circumferential direction. The blade grooves 18 are formed on both sides of the blade portion 15, respectively. The blade groove 18 is formed along the radial direction of the impeller 1. The blade groove 18 gradually increases in depth toward the outside in the radial direction.

図3に示すように、突出筒部12は、円筒状に形成されている。中央板部13からインペラ本体11の第1面11a側に、中心軸C1に沿って突出している。突出筒部12には、回転軸31が挿通する。
インペラ1は、図2における反時計回り方向に回転する。
As shown in FIG. 3, the protruding cylinder portion 12 is formed in a cylindrical shape. It protrudes from the central plate portion 13 toward the first surface 11a of the impeller main body 11 along the central axis C1. A rotating shaft 31 is inserted through the protruding cylinder portion 12.
The impeller 1 rotates in the counterclockwise direction in FIG.

図2および図3に示すように、ポンプハウジング2は、インペラ1を収容している。ポンプハウジング2は、吸込流路21と、昇圧流路22と、吐出流路23と、循環流路24とを有する。
吸込流路21は、流体をインペラ1に導くことができる。
昇圧流路22は、インペラ1の周方向に沿ってC形状に形成された流路である。昇圧流路22の一端は吸込流路21に接続されている。昇圧流路22の他端は吐出流路23に接続されている。昇圧流路22内の流体は、インペラ1の羽根部15によって昇圧されつつ、図2における反時計回り方向に流れる。
吐出流路23は、昇圧流路22によって昇圧した流体を外部に吐出する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the pump housing 2 houses the impeller 1. The pump housing 2 has a suction flow path 21, a step-up flow path 22, a discharge flow path 23, and a circulation flow path 24.
The suction flow path 21 can guide the fluid to the impeller 1.
The step-up flow path 22 is a flow path formed in a C shape along the circumferential direction of the impeller 1. One end of the step-up flow path 22 is connected to the suction flow path 21. The other end of the boost flow path 22 is connected to the discharge flow path 23. The fluid in the step-up flow path 22 flows in the counterclockwise direction in FIG. 2 while being boosted by the blade portion 15 of the impeller 1.
The discharge flow path 23 discharges the fluid boosted by the boost flow path 22 to the outside.

図1に示すように、循環流路24は、ポンプハウジング2のモータハウジング5側の壁部を貫通して形成されている。循環流路24は、吐出流路23と、モータハウジング5内の空間とを連通させる。循環流路24は、吐出流路23内の流体の一部をモータハウジング5内に導入することができる。 As shown in FIG. 1, the circulation flow path 24 is formed so as to penetrate the wall portion of the pump housing 2 on the motor housing 5 side. The circulation flow path 24 communicates the discharge flow path 23 with the space inside the motor housing 5. The circulation flow path 24 can introduce a part of the fluid in the discharge flow path 23 into the motor housing 5.

モータ3は、回転軸31と、回転子32と、固定子33とを備えている。
回転軸31は、インペラ1に固定され、インペラ1を回転させる。回転子32は、回転軸31に固定されている。回転軸31は、中実構造とされている。図6に示すように、回転軸31の前端31aの端面の中央には、軸支持部30の先端部30aが挿入される受け凹部31bが形成されている。受け凹部31bは、例えば、中心軸C1に向かって深さを増す形状(すり鉢状)に形成されている。
The motor 3 includes a rotating shaft 31, a rotor 32, and a stator 33.
The rotation shaft 31 is fixed to the impeller 1 and rotates the impeller 1. The rotor 32 is fixed to the rotating shaft 31. The rotating shaft 31 has a solid structure. As shown in FIG. 6, a receiving recess 31b into which the tip portion 30a of the shaft support portion 30 is inserted is formed in the center of the end surface of the front end 31a of the rotating shaft 31. The receiving recess 31b is formed, for example, in a shape (mortar shape) that increases in depth toward the central axis C1.

図1に示すように、回転子32は、固定子33の内側に配置される。回転子32は、樹脂被覆を施してもよい。これにより、流体との接触による腐食を防ぐことができる。
固定子33は、電磁気的な作用により回転子32を回転駆動する。
As shown in FIG. 1, the rotor 32 is arranged inside the stator 33. The rotor 32 may be coated with a resin. This makes it possible to prevent corrosion due to contact with the fluid.
The stator 33 rotationally drives the rotor 32 by an electromagnetic action.

キャン4は、中心軸C2を中心軸とする円筒状の胴部41と、胴部41の後端開口を閉止する円板状の閉止部42とを有する。キャン4は、非磁性材料で構成される。キャン4は、回転子32を収容しているため、回転子32と固定子33とを隔てている。キャン4は、モータハウジング5と一体に形成されていることが好ましい。これにより、部品点数を削減し、生産性を高めることができる。
モータハウジング5は、モータ3およびキャン4を収容している。
The can 4 has a cylindrical body portion 41 having a central axis C2 as a central axis, and a disk-shaped closing portion 42 that closes the rear end opening of the body portion 41. The can 4 is made of a non-magnetic material. Since the can 4 accommodates the rotor 32, it separates the rotor 32 and the stator 33. The can 4 is preferably formed integrally with the motor housing 5. As a result, the number of parts can be reduced and the productivity can be increased.
The motor housing 5 houses the motor 3 and the can 4.

図1に示すように、モータハウジング5内には、キャン流路51と、返送流路52とが形成されている。
キャン流路51は、キャン4と回転子32との間に確保された流路である。キャン流路51は、循環流路24を経てモータハウジング5内に流入した流体を、胴部41と回転子32との間を経て回転子32の後方空間53に導く。
As shown in FIG. 1, a can flow path 51 and a return flow path 52 are formed in the motor housing 5.
The can flow path 51 is a flow path secured between the can 4 and the rotor 32. The can flow path 51 guides the fluid flowing into the motor housing 5 through the circulation flow path 24 to the rear space 53 of the rotor 32 via between the body portion 41 and the rotor 32.

返送流路52は、回転子流路52Aと、軸受流路52Bとを有する。
回転子流路52Aは、回転子32の内周面と回転軸31の外周面との間に形成されている。図4に示すように、回転子流路52Aは、回転子32の内周面に形成された1または複数の溝32aによって形成されている。図4では、4つの溝32aは中心軸C2周りに間隔をおいて形成されている。溝32aは、図1に示すように、中心軸C2に沿って形成されている。回転子流路52Aは、後方空間53内の流体を前方に導く。
The return flow path 52 has a rotor flow path 52A and a bearing flow path 52B.
The rotor flow path 52A is formed between the inner peripheral surface of the rotor 32 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 31. As shown in FIG. 4, the rotor flow path 52A is formed by one or a plurality of grooves 32a formed on the inner peripheral surface of the rotor 32. In FIG. 4, the four grooves 32a are formed around the central axis C2 at intervals. As shown in FIG. 1, the groove 32a is formed along the central axis C2. The rotor flow path 52A guides the fluid in the rear space 53 forward.

軸受6は、円筒状の主部61と、主部61の後端に形成されたフランジ部62とを備える。図5に示すように、フランジ部62の後面62aには、後面62aの内周縁に沿う環状の周回溝63と、フランジ部62の径方向に沿う縦溝64とが形成されている。周回溝63によって、回転子流路52Aと軸受流路52Bとを連通させることができる。 The bearing 6 includes a cylindrical main portion 61 and a flange portion 62 formed at the rear end of the main portion 61. As shown in FIG. 5, the rear surface 62a of the flange portion 62 is formed with an annular circumferential groove 63 along the inner peripheral edge of the rear surface 62a and a vertical groove 64 along the radial direction of the flange portion 62. The circumferential groove 63 allows the rotor flow path 52A and the bearing flow path 52B to communicate with each other.

軸受流路52Bは、軸受6の内周面と回転軸31の外周面との間に形成されている。図5に示すように、軸受流路52Bは、軸受6の主部61(図1参照)の内周面に形成された1または複数の溝6aによって形成されている。図5では、4つの溝6aは中心軸C2周りに間隔をおいて形成されている。溝6aは、図1に示すように、中心軸C2に沿って形成されている。軸受流路52Bは、回転子流路52Aからの流体をポンプハウジング2(中間室25)内に導く。 The bearing flow path 52B is formed between the inner peripheral surface of the bearing 6 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 31. As shown in FIG. 5, the bearing flow path 52B is formed by one or a plurality of grooves 6a formed on the inner peripheral surface of the main portion 61 (see FIG. 1) of the bearing 6. In FIG. 5, the four grooves 6a are formed at intervals around the central axis C2. As shown in FIG. 1, the groove 6a is formed along the central axis C2. The bearing flow path 52B guides the fluid from the rotor flow path 52A into the pump housing 2 (intermediate chamber 25).

ポンプハウジング2内には、中間室25と、戻り流路26とが形成されている。
中間室25は、第1空間27と、第2空間28とを有する。第1空間27は、インペラ本体11の前方にあって、主板部14より径方向内方側の空間である。第2空間28は、インペラ本体11の後方にあって、主板部14より径方向内方側の空間である。第1空間27と第2空間28とは、連通孔17により連通されている。中間室25には、返送流路52(詳しくは軸受流路52B)から流体が導入される。
An intermediate chamber 25 and a return flow path 26 are formed in the pump housing 2.
The intermediate chamber 25 has a first space 27 and a second space 28. The first space 27 is in front of the impeller main body 11 and is a space on the inner side in the radial direction from the main plate portion 14. The second space 28 is located behind the impeller main body 11 and is a space on the inner side in the radial direction from the main plate portion 14. The first space 27 and the second space 28 are communicated with each other by a communication hole 17. A fluid is introduced into the intermediate chamber 25 from the return flow path 52 (specifically, the bearing flow path 52B).

図2に示すように、戻り流路26は、ポンプハウジング2の内面の溝29(図1参照)によって形成された流路である。戻り流路26は、中間室25と吸込流路21とを連通させる。戻り流路26は、中間室25内の流体を吸込流路21に導入することができる。 As shown in FIG. 2, the return flow path 26 is a flow path formed by a groove 29 (see FIG. 1) on the inner surface of the pump housing 2. The return flow path 26 communicates the intermediate chamber 25 with the suction flow path 21. The return flow path 26 can introduce the fluid in the intermediate chamber 25 into the suction flow path 21.

図6に示すように、ポンプハウジング2には、回転軸31の前端31a(一端)の中心部を回転自在に支持する軸支持部30が形成されている。軸支持部30は、ポンプハウジング2の内面から後方に突出する。軸支持部30の先端部30aは、先端に向かって細くなる円錐状に形成されている。中心軸C1に対する先端部30aの外面の傾斜角度は、受け凹部31bの内面の傾斜角度より小さい。先端部30aは、回転軸31の受け凹部31bに挿入される。先端部30aの先端は受け凹部31bの内面の中心部に当接し、回転軸31の前端部(前端31aを含む部分)を支持する。 As shown in FIG. 6, the pump housing 2 is formed with a shaft support portion 30 that rotatably supports the central portion of the front end 31a (one end) of the rotary shaft 31. The shaft support portion 30 projects rearward from the inner surface of the pump housing 2. The tip portion 30a of the shaft support portion 30 is formed in a conical shape that narrows toward the tip. The inclination angle of the outer surface of the tip portion 30a with respect to the central axis C1 is smaller than the inclination angle of the inner surface of the receiving recess 31b. The tip portion 30a is inserted into the receiving recess 31b of the rotating shaft 31. The tip of the tip portion 30a abuts on the central portion of the inner surface of the receiving recess 31b and supports the front end portion (the portion including the front end 31a) of the rotating shaft 31.

次に、カスケードポンプ10の動作について説明する。
図2および図3に示すように、インペラ1が回転すると、流体(例えば、水などの液体)は、吸込流路21からポンプハウジング2内に導入される。流体は昇圧流路22に流入し、インペラ1の羽根部15によって昇圧される。昇圧した流体は、吐出流路23を通して外部に吐出される。
Next, the operation of the cascade pump 10 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, when the impeller 1 rotates, a fluid (for example, a liquid such as water) is introduced into the pump housing 2 from the suction flow path 21. The fluid flows into the step-up flow path 22 and is boosted by the blade portion 15 of the impeller 1. The boosted fluid is discharged to the outside through the discharge flow path 23.

図1に示すように、吐出流路23内の流体の一部は、循環流路24を通してモータハウジング5内に導入される。流体は、キャン流路51を通って後方空間53に導入される。流体は、後方空間53から返送流路52を通して前方に導かれ、ポンプハウジング2の中間室25に流入する。中間室25内の流体は、戻り流路26を通って吸込流路21に導入される。このように、吸込流路21内の流体の一部は、吸込流路21から、昇圧流路22、吐出流路23、循環流路24、キャン流路51、返送流路52、中間室25、および戻り流路26を経て吸込流路21に循環する。循環の過程で、流体はモータ3を冷却する。戻り流路26を流れる流体は、ポンプハウジング2とインペラ1との間の潤滑液として機能させることもできる。 As shown in FIG. 1, a part of the fluid in the discharge flow path 23 is introduced into the motor housing 5 through the circulation flow path 24. The fluid is introduced into the rear space 53 through the can flow path 51. The fluid is guided forward from the rear space 53 through the return flow path 52 and flows into the intermediate chamber 25 of the pump housing 2. The fluid in the intermediate chamber 25 is introduced into the suction flow path 21 through the return flow path 26. As described above, a part of the fluid in the suction flow path 21 is transferred from the suction flow path 21, the step-up flow path 22, the discharge flow path 23, the circulation flow path 24, the can flow path 51, the return flow path 52, and the intermediate chamber 25. , And circulates in the suction flow path 21 via the return flow path 26. In the process of circulation, the fluid cools the motor 3. The fluid flowing through the return flow path 26 can also function as a lubricating liquid between the pump housing 2 and the impeller 1.

カスケードポンプ10は、モータ3の回転子32と固定子33とを隔てるキャン4を備え、キャン4内で流体を循環させる。そのため、メカニカルシール構造を採用する必要がなく、流体の漏出を防ぐことができる。
カスケードポンプ10は、流体を、キャン流路51および返送流路52を通してポンプハウジング2内に循環させることができるため、回転軸31に返送用の貫通流路を形成する必要がない。そのため、回転軸が貫通流路を有する場合に比べて、回転軸の加工コストが不要となり、製造コスト削減が可能である。
The cascade pump 10 includes a can 4 that separates the rotor 32 of the motor 3 and the stator 33, and circulates the fluid in the can 4. Therefore, it is not necessary to adopt a mechanical seal structure, and it is possible to prevent fluid leakage.
Since the cascade pump 10 can circulate the fluid in the pump housing 2 through the can flow path 51 and the return flow path 52, it is not necessary to form a return flow path on the rotating shaft 31. Therefore, as compared with the case where the rotating shaft has a through flow path, the processing cost of the rotating shaft becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

カスケードポンプ10は、回転軸31に貫通流路を形成する必要がないため、軸支持部30によって回転軸31の前端31aを支持することができる。よって、インペラ1を安定に動作させることができる。 Since the cascade pump 10 does not need to form a through flow path in the rotating shaft 31, the front end 31a of the rotating shaft 31 can be supported by the shaft supporting portion 30. Therefore, the impeller 1 can be operated stably.

返送流路52によって返送された流体が導入される中間室25は、吸込流路21に比べてインペラ1の径方向内方側に形成されているため、ポンプハウジング2内のスペースを有効に利用することができる。そのため、カスケードポンプ10を小型化するうえで有利となる。 Since the intermediate chamber 25 into which the fluid returned by the return flow path 52 is introduced is formed on the radial inward side of the impeller 1 as compared with the suction flow path 21, the space in the pump housing 2 is effectively used. can do. Therefore, it is advantageous in reducing the size of the cascade pump 10.

[第1実施形態の変形例]
図7は、カスケードポンプの回転軸の端部の支持構造の他の例を示す図である。
図7に示すように、回転軸131の前端131aの端面には、軸支持部130の先端部が挿入される受け凹部131bが形成されている。受け凹部131bは、例えば半球面状の内面を有する凹部である。軸支持部130は、ポンプハウジング2の内面から後方に突出する。軸支持部130の先端部130aは、湾曲凸状(例えば半球状)に形成されている。先端部130aの外面の曲率半径は、受け凹部131bの内面の曲率半径より小さい。先端部130aの先端は受け凹部131bの内面の中心部に当接し、回転軸131の前端部(前端131aを含む部分)を支持する。
この構造によれば、軸支持部130の先端部130aは、安定的に回転軸131の前端131aを支持することができる。
[Modified example of the first embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing another example of the support structure at the end of the rotary shaft of the cascade pump.
As shown in FIG. 7, a receiving recess 131b into which the tip end portion of the shaft support portion 130 is inserted is formed on the end surface of the front end 131a of the rotating shaft 131. The receiving recess 131b is, for example, a recess having a hemispherical inner surface. The shaft support portion 130 projects rearward from the inner surface of the pump housing 2. The tip portion 130a of the shaft support portion 130 is formed in a curved convex shape (for example, hemispherical shape). The radius of curvature of the outer surface of the tip portion 130a is smaller than the radius of curvature of the inner surface of the receiving recess 131b. The tip of the tip portion 130a abuts on the central portion of the inner surface of the receiving recess 131b and supports the front end portion (the portion including the front end 131a) of the rotating shaft 131.
According to this structure, the tip portion 130a of the shaft support portion 130 can stably support the front end 131a of the rotating shaft 131.

[第2実施形態]
図8は、第2実施形態のカスケードポンプ110の、中心軸C1に沿う断面を示す構成図である。図9は、カスケードポンプ110のキャン104の閉止部142を前側から見た図である。以下、第1実施形態のカスケードポンプ10と共通の構造については同じ符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a configuration diagram showing a cross section of the cascade pump 110 of the second embodiment along the central axis C1. FIG. 9 is a view of the closing portion 142 of the can 104 of the cascade pump 110 as viewed from the front side. Hereinafter, the same reference numerals are given to the structures common to the cascade pump 10 of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

図8に示すように、カスケードポンプ110は、インペラ1と、ポンプハウジング2と、モータ3と、キャン104と、モータハウジング105と、第1軸受106Aと、第2軸受106Bと、を備える。
第1軸受106Aは、図1に示す第1実施形態のカスケードポンプ10に用いられている軸受6と同様の構成である。
As shown in FIG. 8, the cascade pump 110 includes an impeller 1, a pump housing 2, a motor 3, a can 104, a motor housing 105, a first bearing 106A, and a second bearing 106B.
The first bearing 106A has the same configuration as the bearing 6 used in the cascade pump 10 of the first embodiment shown in FIG.

第2軸受106Bは、第1軸受106Aから後方に離れた位置に設けられている。第2軸受106Bは、円筒状の主部161と、主部161の前端に形成されたフランジ部162とを備える。図8および図9に示すように、主部161およびフランジ部162に対面するキャン104の閉止部142の内面には、溝164が形成されている。 The second bearing 106B is provided at a position rearward from the first bearing 106A. The second bearing 106B includes a cylindrical main portion 161 and a flange portion 162 formed at the front end of the main portion 161. As shown in FIGS. 8 and 9, a groove 164 is formed on the inner surface of the closing portion 142 of the can 104 facing the main portion 161 and the flange portion 162.

モータハウジング105内には、キャン流路151と、返送流路152とが形成されている。
キャン流路151は、循環流路24を経てモータハウジング105内に流入した流体を、胴部41と回転子32との間を経て、第2軸受106Bの外面側(溝164)を通して第2軸受106Bの後方側に導く。
A can flow path 151 and a return flow path 152 are formed in the motor housing 105.
The can flow path 151 allows the fluid flowing into the motor housing 105 through the circulation flow path 24 to pass between the body portion 41 and the rotor 32 and to pass through the outer surface side (groove 164) of the second bearing 106B to the second bearing. Lead to the rear side of 106B.

返送流路152は、軸受流路152Cと、回転子流路52Aと、軸受流路152Bとを有する。
軸受流路152Cは、第2軸受106Bの内周面と回転軸31の外周面との間に形成されている。軸受流路152Cは、第2軸受106Bの主部161の内周面に形成された1または複数の溝によって形成されている。
軸受流路152Bは、第1軸受106Aの内周面と回転軸31の外周面との間に形成されている。軸受流路152Bは、第1軸受106Aの主部61の内周面に形成された1または複数の溝によって形成されている。
The return flow path 152 has a bearing flow path 152C, a rotor flow path 52A, and a bearing flow path 152B.
The bearing flow path 152C is formed between the inner peripheral surface of the second bearing 106B and the outer peripheral surface of the rotating shaft 31. The bearing flow path 152C is formed by one or a plurality of grooves formed on the inner peripheral surface of the main portion 161 of the second bearing 106B.
The bearing flow path 152B is formed between the inner peripheral surface of the first bearing 106A and the outer peripheral surface of the rotating shaft 31. The bearing flow path 152B is formed by one or a plurality of grooves formed on the inner peripheral surface of the main portion 61 of the first bearing 106A.

次に、カスケードポンプ110の動作について説明する。
図8に示すように、インペラ1が回転すると、流体は吸込流路21から昇圧流路22に流入し、インペラ1の羽根部15によって昇圧されて吐出流路23から吐出される。
Next, the operation of the cascade pump 110 will be described.
As shown in FIG. 8, when the impeller 1 rotates, the fluid flows from the suction flow path 21 into the step-up flow path 22, is boosted by the blade portion 15 of the impeller 1, and is discharged from the discharge flow path 23.

吐出流路23内の流体の一部は、循環流路24を通してモータハウジング5内に導入される。流体は、キャン流路151を通って第2軸受106Bの外面側(溝164)に導入される。流体は、返送流路152の軸受流路152C、回転子流路52A、軸受流路152Bを経て前方に導かれ、ポンプハウジング2の中間室25に流入する。中間室25内の流体は、戻り流路26を通って吸込流路21に導入される。 A part of the fluid in the discharge flow path 23 is introduced into the motor housing 5 through the circulation flow path 24. The fluid is introduced to the outer surface side (groove 164) of the second bearing 106B through the can flow path 151. The fluid is guided forward through the bearing flow path 152C, the rotor flow path 52A, and the bearing flow path 152B of the return flow path 152, and flows into the intermediate chamber 25 of the pump housing 2. The fluid in the intermediate chamber 25 is introduced into the suction flow path 21 through the return flow path 26.

カスケードポンプ110では、2つの軸受106A,106Bを有するため、回転軸31を複数箇所で支持し、インペラ1の動作を安定させることができる。 Since the cascade pump 110 has two bearings 106A and 106B, the rotating shaft 31 can be supported at a plurality of points and the operation of the impeller 1 can be stabilized.

本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1…インペラ、2…ポンプハウジング、3…モータ、4,104…キャン、5,105…モータハウジング、10,110…カスケードポンプ、15…羽根部、18…羽根溝、21…吸込流路、22…昇圧流路、23…吐出流路、24…循環流路、25…中間室、26…戻り流路、30,130…軸支持部、31…回転軸、31a…前端(一端)、32…回転子、33…固定子、51,151…キャン流路、52,152…返送流路。 1 ... Impeller, 2 ... Pump housing, 3 ... Motor, 4,104 ... Can, 5,105 ... Motor housing, 10,110 ... Cascade pump, 15 ... Blade, 18 ... Blade groove, 21 ... Suction flow path, 22 ... Boost flow path, 23 ... Discharge flow path, 24 ... Circulation flow path, 25 ... Intermediate chamber, 26 ... Return flow path, 30, 130 ... Shaft support, 31 ... Rotating shaft, 31a ... Front end (one end), 32 ... Rotor, 33 ... stator, 51, 151 ... can flow path, 52, 152 ... return flow path.

Claims (4)

外周縁部に複数の羽根溝を有し、回転によって流体を圧送するインペラと、
前記流体を前記インペラに導く吸込流路、前記インペラの周方向に沿って前記流体を昇圧させる昇圧流路、前記昇圧流路によって昇圧した前記流体を吐出する吐出流路、および、前記吐出流路内の前記流体を導く循環流路、を有するポンプハウジングと、
前記インペラを回転させる回転軸、前記回転軸に連結された回転子、および、前記回転子を回転駆動する固定子、を有するモータと、
前記回転子と前記固定子とを隔てる筒状のキャンと、
前記モータおよび前記キャンを収容するモータハウジングと、
前記回転子と前記インペラとの間において前記回転軸を支持する軸受と、
を備え、
前記モータハウジング内に、前記循環流路からの前記流体を前記キャンと前記回転子との間に導くキャン流路、および、前記キャン流路を経た前記流体を前記回転子と前記回転軸の間を通して前記ポンプハウジング内に導く返送流路が形成され、
前記ポンプハウジング内に、前記返送流路からの前記流体が導入される中間室と、前記中間室内の前記流体を前記吸込流路に導く戻り流路とが形成され
前記返送流路は、
前記回転子の内周面に形成された1または複数の溝によって形成された回転子流路と、
前記軸受の内周面に形成された1または複数の溝によって形成された軸受流路と、を有し、
前記軸受に、前記回転子流路と前記軸受流路とを連通させる周回溝が形成され、
前記周回溝は、前記軸受の前記回転子側の端面に、この端面の内周縁に沿って環状に形成されている、
カスケードポンプ。
An impeller that has multiple blade grooves on the outer peripheral edge and pumps fluid by rotation,
A suction flow path that guides the fluid to the impeller, a boost flow path that boosts the fluid along the circumferential direction of the impeller, a discharge flow path that discharges the fluid boosted by the boost flow path, and a discharge flow path. A pump housing having a circulation flow path, which guides the fluid in, and
A motor having a rotating shaft for rotating the impeller, a rotor connected to the rotating shaft, and a stator for rotating and driving the rotor.
A cylindrical can that separates the rotor and the stator,
A motor housing that houses the motor and the can,
A bearing that supports the rotating shaft between the rotor and the impeller,
Equipped with
In the motor housing, a can flow path that guides the fluid from the circulation flow path between the can and the rotor, and the fluid that has passed through the can flow path between the rotor and the rotation shaft. A return flow path is formed through which leads into the pump housing.
An intermediate chamber into which the fluid from the return flow path is introduced and a return flow path that guides the fluid in the intermediate chamber to the suction flow path are formed in the pump housing.
The return flow path is
A rotor flow path formed by one or more grooves formed on the inner peripheral surface of the rotor, and a rotor flow path.
It has a bearing flow path formed by one or more grooves formed on the inner peripheral surface of the bearing, and has.
A circumferential groove is formed in the bearing to allow the rotor flow path and the bearing flow path to communicate with each other.
The circumferential groove is formed in an annular shape on the end face of the bearing on the rotor side along the inner peripheral edge of the end face.
Cascade pump.
前記回転軸は、中実構造であり、
前記ポンプハウジングに、前記回転軸の一端の中心部を回転自在に支持する軸支持部が設けられている、請求項1記載のカスケードポンプ。
The axis of rotation has a solid structure and has a solid structure.
The cascade pump according to claim 1, wherein the pump housing is provided with a shaft support portion that rotatably supports a central portion of one end of the rotary shaft.
前記中間室は、前記回転軸と平行に見て、前記吸込流路より前記インペラの径方向内方側に形成されている、請求項1または2に記載のカスケードポンプ。 The cascade pump according to claim 1 or 2, wherein the intermediate chamber is formed on the radial inward side of the impeller from the suction flow path when viewed in parallel with the rotation axis. 前記キャンは、前記モータハウジングと一体に形成されている、請求項1~3のうちいずれか1項に記載のカスケードポンプ。 The cascade pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the can is integrally formed with the motor housing.
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