JPH0914191A - サブインペラーを備えた循環ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インペラーの下側にサブインペラーを設け
て、ポンプ稼動の際に生ずるインペラーチャンバーとイ
ンペラー内部との圧力差に因って上記インペラーに発生
した抵抗力を緩やかにすることでモーター回転力の損失
を防止し、並びに、固定子缶内部への異物の浸透を防止
したサブインペラーを備えた循環ポンプを提供する。 【解決手段】 本発明の循環ポンプはモーター１６０、
インペラー１７０、及びポンプハウジング１８０からな
る。上記インペラー本体１７１は流体を加圧する複数の
羽根１７１ａを備え、上記インペラー本体１７１の底面
中央には放射状に形成された複数の羽根２７１を備えた
サブインペラー２７０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボイラーなどのよう
なシステムに装着され流体を加圧して強制循環させるた
めの循環ポンプに関し、より具体的には、上記循環ポン
プのインペラーの下側にサブインペラーを備えて、ポン
プ稼動の際に生ずるインペラーチャンバーとインペラー
内部との圧力差に因り上記インペラーに発生した抵抗力
を緩やかにしてモーター回転力の損失を防ぎ、並びに、
固定子缶の内部への異物の浸透を防ぐためのサブインペ
ラーの備えられた循環ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】循環ポンプとは、ボイラーなどのような
システムに装着され、圧力の作用によって流体を加圧循
環させる装置のことである。一般に、かかる循環ポンプ
は流体への加圧のための動力源としてのモーターと、上
記モーターの出力軸に結合され該モーター軸の回転に応
じて上記モーター軸と共に回転しながら流体と直接接触
して上記流体を加圧するためのインペラーと、上記イン
ペラーをその内部に収容し、流体が上記インペラーに流
入される流入通路及び上記インペラーによって加圧され
た流体が流出される流出通路を含むポンプハウジングと
で構成される。このような従来の循環ポンプにおいて
は、ポンプハウジングの流入通路を介して流入された流
体はモーターの駆動に応じて回転するインペラーによっ
て加圧されポンプハウジングの流出通路を介して流出さ
れる。

【０００３】図１は、上記従来の循環ポンプの実施例１
を示す。同図によれば、従来の循環ポンプ１はモーター
１０、インペラー２０、及びポンプハウジング３０を備
える。モーター１０は固定子１１、回転子１２、及びモ
ーター軸１３を含む。固定子１１はモーターハウジング
１４の内側に固定されている。回転子１２はモーター軸
１３と堅固に結合されており、また固定子缶１５によっ
て固定子１１と隔離されている。モーター軸１３の一端
は下側ベアリングホルダー１６ａ及び下側ブシュベアリ
ング１７ａによってモーターハウジング１４の内側底部
に支持されており、モーター軸１３の他端はモーターエ
ンドシールド（ｍｏｔｏｒ ｅｎｄ ｓｈｉｅｌｄ）１
８を貫通して上側ベアリングホルダー１６ｂ及び上側ブ
シュベアリング１７ｂによってモーターエンドシールド
１８に支持されている。また、上記モーター軸１３はト
ラストベアリング１７ｃによって上記モーター軸１３の
軸方向への上昇が抑制できるように支持されている。下
側ベアリングホルダー１６ａと固定子缶１５との間には
Ｏリング１９ａが、また、モーターエンドシールド１８
と固定子缶１５との間にはＯリング１９ｂがそれぞれ介
在され流体の漏れを防ぐ。

【０００４】インペラー２０はインペラー本体２１と囲
い板２２とからなり、上記インペラー本体２１と囲い板
２２とは超音波によって溶着されるのが一般的である。
上記インペラー本体２１はブシュ２３を介在してモータ
ー軸１３の他端に押し込みばめされている。上記囲い板
２２の中央には貫通孔２４が設けられている。

【０００５】モーター１０の上側にはポンプハウジング
３０が結合されている。上記ポンプハウジング３０はそ
の両側に流入通路３１及び流出通路３２が形成されてお
り、その中央にはインペラーチャンバー３３が形成され
ている。上記インペラーチャンバー３３内にはインペラ
ー２０が配置されている。上記インペラー２０の囲い板
２２の上側にはフランジ部３４ａ及びシリンダー部３４
ｂが備えられ、その中央には流体ガイド孔３５の形成さ
れた吸入リング３４が上記ポンプハウジング３０の流入
通路３１のインペラーチャンバー３３側の一端に備えら
れている。上記吸入リング３４のシリンダー部３４ｂは
上記インペラー２０の囲い板２２の中央に備えられた貫
通孔２４内に所定長さだけ突出されている。また、上記
囲い板２２の貫通孔２４と上記吸入リング３４のシリン
ダー部３４ｂの外壁との間及び上記囲い板２２の上端と
上記吸入リング３４のフランジ部３４ａの下側との間に
は所定の間隙が形成されている。ポンプハウジング３０
とモーターエンドシールド１８との間にはＯリング１９
ｃが介在され流体の漏れを防いでいる。

【０００６】上記のような構成の従来の循環ポンプは、
モーター１０の固定子１１に電流が印加されれば、固定
子１１と回転子１２との電磁気的な作用によって、下側
ブシュベアリング１７ａ及び上側ブシュベアリング１７
ｂによってモーターハウジング１４に関して回転自在に
支持されているモーター軸１３が回転し、これに従って
上記モーター軸１３の一端にブシュ２３によって押し込
みばめされているインペラー２０が回転する。インペラ
ー２０が回転すれば、ポンプハウジング３０の流入通路
３１及び吸入リング３４を介して上記インペラー２０の
内部に流入された流体は、上記インペラー２０によって
加圧されポンプハウジング３０のインペラーチャンバー
３３内に送出され、次いで流出通路３２を介して送出さ
れる。

【０００７】この際、上記インペラーチャンバー３３内
に流入された高圧流体の一部はモーター軸１３と上側ブ
シュベアリング１７ｂとの隙間を介して固定子缶１５の
内部に流入される。該流入された流体によってモーター
１０は冷却される。固定子缶１５の内部に流入された流
体は再び逆方向に上昇してインペラーチャンバー３３内
に再流入され、インペラーチャンバー３３内の他の高圧
流体と共に流出通路３２を介して排出される。

【０００８】しかしながら、かかる従来の循環ポンプ１
によれば、循環ポンプ１の作動の際には、インペラーチ
ャンバー３３内の流体圧が流入通路３１内の流体圧より
高圧であるため、インペラー２０は吸入リング側に付勢
される。しかし、インペラー２０の固定されたモーター
軸１３はトラストベアリング１７ｃによって軸方向への
上昇が抑制された状態で支持されているため、上記イン
ペラー２０は上記吸入リング側への力に対抗しながら回
転し、従って、モーター１０の回転力の一部は上記圧力
差による抵抗力の克服のために所要される。即ち、上記
のような従来の循環ポンプは、前記したような動力損失
によってその効率が低下する等の問題点があった。

【０００９】また、上記のような従来の循環ポンプ１に
よれば、モーター軸１３と上側ブシュベアリング１７ｂ
との隙間を介して流体とともに異物が固定子缶１５の内
部に流入された場合、モーター軸１３と上側ブシュベア
リング１７ｂとの隙間が狭小であるため、固定子缶１５
の内部に流入された異物はインペラーチャンバー３３に
放出されずに下側ブシュベアリング１７ａとモーター軸
１３との隙間に挟まれてしまい、モーター軸１３の円滑
な回転を邪魔するなどといった問題点があった。特に、
この状態でポンプ１を長時間使用せずに放置した場合
は、異物が固化してモーター軸１３の回転が不可能にな
ることもあった。

【００１０】図２及び図３は、本発明者の韓国特許出願
第９５ー１８２２９号に基づく同者のアメリカ特許出願
「循環ポンプ」に開示された従来の循環ポンプの実施例
２を示す。同図に示すように、従来の循環ポンプ５１は
モーター６０、インペラー７０、及びポンプハウジング
８０を備える。モーター６０はモーターハウジング６４
を備える。上記モーターハウジング６４の内側には固定
子６１が固定されている。上記固定子６１は固定子缶６
５、モーターエンドシールド６８、及び複数のシール部
材６９ａ、６９ｂ及び６９ｃによって流体から隔離され
ている。回転子６２はモーター軸６３と堅固に結合され
ている。モーター軸６３の一端は下側ベアリングホルダ
ー６６ａ及び下側ブシュベアリング６７ａによってモー
ターハウジング６４の内側底部に回転及び軸方向摺動自
在に支持されている。モーター軸６３の他端はモーター
エンドシールド６８に設けられた貫通孔６８ａを貫いて
突出して上側ブシュベアリング６７ｂによってモーター
エンドシールド６８に回転及び軸方向摺動自在に支持さ
れている。下側ベアリングホルダー６６ａと固定子缶６
５との間にはシール部材６９ａが、また、モーターエン
ドシールド６８と固定子缶６５との間にはシール部材６
９ｂがそれぞれ介在され流体の漏れを防止している。

【００１１】インペラー７０はインペラー本体７１及び
囲い板７２からなる。上記インペラー本体７１と囲い板
７２とは超音波によって溶着されている。上記インペラ
ー本体７１は流体を加圧するための複数の羽根７１ａを
備えており、モーター軸６３の上記他端に堅固に固定さ
れている。上記囲い板７２はその一側がインペラー本体
７１の上側に堅固に取り付けられており、その中心部に
は流体の流入のための貫通孔７３が設けられている。上
記貫通孔７３の上側端部には傾斜面７３ａが形成されて
いる。上記囲い板７２の他側には環状フランジ７２ａが
備えられ、また、上記環状フランジ７２ａの上面には複
数の凹溝７２ｂが形成されている。

【００１２】モーター６０の上側にはポンプハウジング
８０が結合されている。上記ポンプハウジング８０はそ
の両側に流入通路８１及び流出通路８２が形成され、そ
の中央にはインペラーチャンバー８３が形成されてい
る。上記インペラーチャンバー８３内にはインペラー７
０が配置され、上記インペラーチャンバー８３は流入通
路８１及び流出通路８２とそれぞれ連通する。上記ポン
プハウジング８０の流入通路８１のインペラーチャンバ
ー８３側の末端には吸入リング８４が装着されている。
上記吸入リング８４はフランジ部８４ａと、上記囲い板
７２の貫通孔７３の上側端部に形成された傾斜面７３ａ
と同一角度で傾斜した傾斜ガイド部８４ｂとを備える。
ポンプハウジング８０とモーターエンドシールド６８と
の間にはシール部材６９ｃが介在され流体漏れを防止し
ている。

【００１３】上記のような従来の循環ポンプ５１は、モ
ーター６０の固定子６１に電流が印加されれば、固定子
６１と回転子６２との電磁気的な作用によって、下側ブ
シュベアリング６７ａと上側ブシュベアリング６７ｂと
によってモーターハウジング６４に関して回転自在に支
持されているモーター軸６３が回転し、これに従って、
上記モーター軸６３の一端に堅固に固定されているイン
ペラー７０が回転する。インペラー７０が回転すれば、
ポンプハウジング８０の流入通路８１及び吸入リング８
４を介して上記インペラー７０の内部に流入された流体
は、上記インペラー７０によって加圧されポンプハウジ
ング８０のインペラーチャンバー８３内に送出され、次
いで流出通路８２を介して送出される。

【００１４】インペラー７０が回転すれば、流入通路８
１を介して流入された流体はインペラー７０に備えられ
た複数の羽根７１ａによってインペラーチャンバー８３
内に加圧されるため、インペラーチャンバー８３内の流
体圧は流入通路８１内の流体圧より高圧となる。従っ
て、インペラー７０は吸入リング８４側に付勢される。
一方、インペラー７０の固定されたモーター軸６３は下
側ブシュベアリング６７ａ及び上側ブシュベアリング６
７ｂによってモーターハウジング６４に関して回転及び
摺動自在に支持されているため、上記インペラー７０は
回転しながら上記吸入リング８４側に上昇する。

【００１５】また、循環ポンプ５１の作動時には、上記
のような理由によってインペラーチャンバー８３内の流
体圧が流入通路８１内の流体圧より高圧となるため、イ
ンペラーチャンバー８３内に流出された高圧の流体は、
囲い板７２の環状フランジ７２ａの上面と吸入リング８
４のフランジ部８４ａの下面との間に形成されている間
隙及び囲い板７２の傾斜面７３ａと吸入リング８４の傾
斜ガイド部８４ｂとの間に形成されている間隙を介し
て、流入通路８１側に逆流してしまうようになる。

【００１６】この際、上記囲い板７２の環状フランジ７
２ａの上面と吸入リング８４のフランジ部８４ａの下面
との間に形成されている間隙を介して流入された流体
は、上記環状フランジ７２ａの上面に形成された複数の
凹溝７２ｂによって、再び環状フランジ７２ａの外側に
逸脱しようとする遠心力の作用を受ける。上記凹溝７２
ｂの外側端付近では、流入された高圧流体と上記凹溝７
２ｂによって外側に加圧された流体との衝突が生じ、こ
れによって、上記囲い板７２と上記吸入リング８４との
間には相当な圧力を有する流体膜が形成される。この流
体膜は、上記インペラー７０に関して流体ベアリングと
して働き、上記インペラー７０が上記吸入リング８４に
接触せずに円滑に回転し得るようにする。

【００１７】一方、上記インペラーチャンバー８３内に
流入された高圧流体の一部はモーター軸６３と上側ブシ
ュベアリング６７ｂとの隙間を介して固定子缶６５の内
部に流入される。該流入された流体によってモーター６
０は冷却される。固定子缶６５の内部に流入した流体は
再び逆方向に上昇してインペラーチャンバー８３内に再
流入され、インペラーチャンバー８３内の他の高圧流体
と共に流出通路８２を介して排出される。

【００１８】しかしながら、かかる構成の従来の循環ポ
ンプ５１によれば、インペラー７０が上記囲い板７２と
上記吸入リング８４との間に形成される流体膜によって
流体ベアリングの形で支持されているため、インペラー
チャンバー８３と流入通路８１との圧力差による抵抗力
を克服するために所要されるモーターの動力損失はある
程度低減することができるが（従来の循環ポンプの実施
例１に比べて）、モーター軸６３と上側ブシュベアリン
グ６７ｂとの隙間を介して流体とともに異物が固定子缶
６５の内部に流入された場合は、モーター軸６３と上側
ブシュベアリング６７ｂとの隙間が狭小であるため、固
定子缶６５の内部に流入された異物がインペラーチャン
バー８３内に放出されず、下側ブシュベアリング６７ａ
とモーター軸６３との隙間に挟まれてしまい、モーター
軸６３の円滑な回転を邪魔するとの問題点は依然として
存在していた。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、本発明の目的は、上記循環ポンプのインペラーの下
側にサブインペラーを備えて、ポンプ稼動の際に生ずる
インペラーチャンバーとインペラー内部との圧力差によ
って上記インペラーに発生した抵抗力を緩やかにしてモ
ーターの回転力損失を防ぎ、並びに、固定子缶の内部へ
の異物の浸透を防ぐためのサブインペラーの備えられた
循環ポンプを提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によるサブインペラーを備えた循環ポンプは、
モーターハウジングと、上記モーターハウジングの内側
に固定されている固定子と、上記固定子を流体から隔離
するための固定子缶（ｓｔａｔｏｒ ｃａｎ）、モータ
ーエンドシールド及び複数のシール部材と、上記固定子
に電流が印加されれば上記固定子との電磁気的な相互作
用によって回転する回転子と、上記回転子と一体として
結合されており、その一端は下側ブシュベアリングによ
って上記モーターハウジングの内側底部に回転自在に支
持され、その他端は上記モーターエンドシールドに設け
られた貫通孔を貫いて突出して上記他端付近で上側ブシ
ュベアリングによって上記モーターエンドシールドの貫
通孔に回転自在に支持されているモーター軸とを含むモ
ーター；流体を加圧するための複数の羽根を備え、上記
モーター軸の上記他端に堅固に結合されているインペラ
ー本体（上記インペラー本体はその底面に放射状に形成
された複数の羽根を備えたサブインペラーを含む）と、
その一側が上記インペラー本体の上側に堅固に取り付け
られており、その中心部には流体流入のための貫通孔が
設けられた囲い板とを含むインペラー；及び上記モータ
ーの上側に結合され、その両側にはそれぞれ流入通路及
び流出通路が形成されており、その中央には上記インペ
ラーが位置し、上記流入通路及び流出通路と連通するイ
ンペラーチャンバーを備えたポンプハウジング；で構成
される。

【００２１】上記のような本発明によるサブインペラー
を備えた循環ポンプは、モーターの駆動によるインペラ
ーの回転に従って、上記インペラーの下側に備えられた
サブインペラーも回転する。上記サブインペラーは回転
しながらインペラーの下部に流入された高圧の流体を再
び上記インペラーの外周側に押し流す。従って、上記イ
ンペラーの下部での流体圧は上記インペラーチャンバー
の他の部分での流体圧より低圧となり、これによって上
記インペラーを吸入リング側に上昇させようとするイン
ペラーチャンバーとインペラー内部との圧力差も低減さ
れる。

【００２２】この際、インペラーの下部に流入された流
体に含まれている異物もサブインペラーの回転によって
流体とともにインペラーの下部からインペラーの外周側
に放出される。特に、上記流入された高圧流体に含まれ
ている異物の比重が流体のそれより相対的に大きい場合
は、該流体に含まれた異物は上記流体より相対的に大き
い遠心力の作用を受けるようになるため、インペラーの
中心から上記流体よりもっと遠くまで放出されるように
なる。

【００２３】従って、上記のような本発明によるサブイ
ンペラーを備えた循環ポンプによれば、前記したサブイ
ンペラーの作用によってインペラーチャンバーとインペ
ラー内部との圧力差が低減するため、上記圧力差の克服
のために所要されるモーターの動力損失が低減でき、並
びに、モーターの動力損失に因るポンプの効率低下が防
止され得る。

【００２４】また、上記のような本発明によるサブイン
ペラーを備えた循環ポンプによれば、前記したサブイン
ペラーの作用によってモーター軸と上側ブシュベアリン
グとの隙間を介した異物の固定子缶内部への流入が防止
されるため、固定子缶内に流入された異物に因るモータ
ーの回転力低下を防ぐことができる。

【００２５】また、上記のような本発明の目的は、モー
ターハウジングと、上記モーターハウジングの内側に固
定されている固定子と、上記固定子を流体から隔離する
ための固定子缶、モーターエンドシールド及び複数のシ
ール部材と、上記固定子に電流が印加されれば上記固定
子との電磁気的な相互作用によって回転する回転子と、
上記回転子と一体として結合されており、その一端は下
側ブシュベアリングによって上記モーターハウジングの
内側底部に回転及び摺動自在に支持され、その他端は上
記モーターエンドシールドに設けられた貫通孔を貫いて
突出して上記他端付近で上側ブシュベアリングによって
上記モーターエンドシールドの貫通孔に回転及び摺動自
在に支持されているモーター軸とを含むモーター；流体
を加圧するための複数の羽根を備え、上記モーター軸の
上記他端に堅固に結合されているインペラー本体（上記
インペラー本体はその底面に放射状に形成された複数の
羽根を備えたサブインペラーを含む）と、その一側が上
記インペラー本体の上側に堅固に取り付けられ、その中
心部には流体の流入のための貫通孔が備えられ、また、
その他側にはその上面に複数の凹溝を備えた環状フラン
ジが設けられている囲い板とを含むインペラー；及び上
記モーターの上側に結合され、その両側にはそれぞれ流
入通路及び流出通路が形成され、その中央には上記イン
ペラーが位置し、上記流入通路及び流出通路と連通する
インペラーチャンバーを備えたハウジング本体と、上記
ハウジング本体の流入通路の内側末端に結合され、上記
流入通路を介して上記インペラー内に流動する流体をガ
イドするための吸入リングとを含むポンプハウジング；
で構成することによっても達成される。

【００２６】上記のような本発明によるサブインペラー
を備えた循環ポンプは、インペラーが回転すれば、イン
ペラーチャンバー内の流体圧が流入通路内の流体圧より
高圧となり、インペラーは吸入リング側に付勢され、上
記インペラーは回転しながら上記吸入リング側に上昇す
るようになる。上記インペラーは囲い板の環状フランジ
の上面と吸入リングのフランジ部の下面との間に形成さ
れた流体膜によって流体ベアリングの形で支持され、こ
れによって、上記インペラーは上記吸入リングに接触せ
ずに円滑に回転することができる。

【００２７】これと同時に、モーターの駆動によるイン
ペラーの回転に従って、上記インペラーの下側に備えら
れたサブインペラーも回転する。上記サブインペラーは
回転しながらインペラーの下部に流入された高圧の流体
を再び上記インペラーの外周側に押し流す。従って、上
記インペラーの下部での流体圧は上記インペラーチャン
バーの他の部分での流体圧より低圧となり、これによっ
て上記インペラーを吸入リング側に上昇させようとする
インペラーチャンバーとインペラー内部との圧力差も低
減される。

【００２８】この際、インペラーの下部に流入された流
体に含まれている異物もサブインペラーの回転によって
流体とともにインペラーの下部からインペラーの外周側
に放出される。特に、上記流入された高圧流体に含まれ
ている異物の比重が流体のそれより相対的に大きい場合
は、該流体に含まれた異物は上記流体より相対的に大き
い遠心力の作用を受けるようになるため、インペラーの
中心から上記流体よりもっと遠くまで放出されるように
なる。

【００２９】従って、上記のような本発明によるサブイ
ンペラーを備えた循環ポンプによれば、前記したサブイ
ンペラーの作用によってインペラーチャンバーとインペ
ラー内部との圧力差が低減するため、上記圧力差の克服
のために所要されるモーターの動力損失が低減でき、並
びに、モーターの動力損失に因るポンプの効率低下が防
止され得る。

【００３０】また、上記のような本発明のサブインペラ
ーを備えた循環ポンプによれば、前記したサブインペラ
ーの作用によってモーター軸と上側ブシュベアリングと
の隙間を介しての異物の固定子缶内部への流入が防止で
き、固定子缶内に流入された異物に因るモーターの回転
力低下を防止し得るとの利点がある。

【００３１】

【発明の実施の形態】図４乃至図５は、本発明によるサ
ブインペラーの備えられた循環ポンプの実施例１を示
す。同図によれば、本発明によるサブインペラーの備え
られた循環ポンプ１０１はモーター１１０、インペラー
１２０、及びポンプハウジング１３０からなる。モータ
ー１１０は固定子１１１、回転子１１２、及びモーター
軸１１３を含む。固定子１１１はモーターハウジング１
１４の内側に固定されている。回転子１１２はモーター
軸１１３と堅固に結合されており、また固定子缶１１５
によって固定子１１１と隔離されている。モーター軸１
１３の一端は下側ベアリングホルダー１１６ａ及び下側
ブシュベアリング１１７ａによってモーターハウジング
１１４の内側底部に支持されており、モーター軸１１３
の他端はモーターエンドシールド１１８を貫通して上側
ベアリングホルダー１１６ｂ及び上側ブシュベアリング
１１７ｂによってモーターエンドシールド１１８に支持
されている。また、上記モーター軸１１３はトラストベ
アリング１１７ｃによって上記モーター軸１１３の軸方
向への上昇が抑制できるように支持されている。下側ベ
アリングホルダー１１６ａと固定子缶１１５との間には
Ｏリング１１９ａが、また、モーターエンドシールド１
１８と固定子缶１１５との間にはＯリング１１９ｂがそ
れぞれ介在され流体の漏れを防いでいる。

【００３２】インペラー１２０はインペラー本体１２１
と囲い板１２２とからなり、上記インペラー本体１２１
と囲い板１２２とは超音波によって溶着されている。上
記インペラー本体１２１はモーター軸１１３の他端に押
し込みばめされている。上記インペラー本体１２１の底
面中央には放射状に形成された複数の羽根２２１を備え
たサブインペラー２２０が設けられている。

【００３３】モーター１１０の上側にはポンプハウジン
グ１３０が結合されている。上記ポンプハウジング１３
０はその両側に流入通路１３１及び流出通路１３２が形
成され、その中央にはインペラーチャンバー１３３が形
成されている。上記インペラーチャンバー１３３の中央
にはインペラー１２０が配置される。上記インペラー１
２０の囲い板１２２の上側にはフランジ部１３４ａ及び
シリンダー部１３４ｂが備えられ、その中央には流体ガ
イド孔１３５の形成された吸入リング１３４が上記ポン
プハウジング１３０の流入通路１３１のインペラーチャ
ンバー１３３側の一端に備えられている。上記吸入リン
グ１３４のシリンダー部１３４ｂは上記インペラー１２
０の囲い板１２２の中央に備えられた貫通孔１２３内に
所定長さだけ突出されている。ポンプハウジング１３０
とモーターエンドシールド１１８との間にはＯリング１
１９ｃが介在され流体の漏れを防いでいる。

【００３４】上記のような本発明のサブインペラーを備
えた循環ポンプ１０１は、モーター１１０の固定子１１
１に電流が印加されれば、固定子１１１と回転子１１２
との電磁気的な作用によって、下側ブシュベアリング１
１７ａ及び上側ブシュベアリング１１７ｂによってモー
ターハウジング１１４に関して回転自在に支持されてい
るモーター軸１１３が回転し、これに従って上記モータ
ー軸１１３の一端に押し込みばめされているインペラー
１２０が回転する。インペラー１２０が回転すれば、ポ
ンプハウジング１３０の流入通路１３１及び吸入リング
１３４を介して上記インペラー１２０の内部に流入され
た流体は、上記インペラー１２０によって加圧されポン
プハウジング１３０のインペラーチャンバー１３３内に
送出され、次いで流出通路１３２を介して送出される。

【００３５】これと同時に、モーター１１０の駆動によ
るインペラー１２０の回転に従って、上記インペラー１
２０の下側に備えられたサブインペラー２２０も回転す
る。上記サブインペラー２２０は回転しながらインペラ
ー１２０の下部に流入された高圧の流体を再び上記イン
ペラー１２０の外周側に押し流す。従って、上記インペ
ラー１２０の下部での流体圧は上記インペラーチャンバ
ー１３３の他の部分での流体圧より低圧となり、これに
よって上記インペラー１２０を吸入リング１３４側に上
昇させようとするインペラーチャンバー１３３とインペ
ラー１２０内部との圧力差も低減される。

【００３６】この際、インペラー１２０の下部に流入さ
れた流体に含まれている異物もサブインペラー１２２の
回転によって流体とともにインペラー１２０の下部から
インペラー１２０の外周側に放出される。特に、上記流
入された高圧流体に含まれている異物の比重が流体のそ
れより相対的に大きい場合は、該流体に含まれた異物は
上記流体より相対的に大きい遠心力の作用を受けるよう
になるため、インペラー１２０の中心から上記流体より
もっと遠くまで放出されるようになる。

【００３７】従って、上記のような本発明のサブインペ
ラーを備えた循環ポンプ１０１によれば、前記したサブ
インペラー２２０の作用によってインペラーチャンバー
１３３とインペラー１２０内部との圧力差が低減するた
め、上記圧力差の克服のために所要されるモーター１１
０の動力損失が低減でき、並びに、モーター１１０の動
力損失に因るポンプの効率低下が防止され得る。

【００３８】また、上記のような本発明のサブインペラ
ーを備えた循環ポンプ１０１によれば、前記したサブイ
ンペラー２２０の作用によってモーター軸１１３と上側
ブシュベアリング１１７ｂとの隙間を介しての異物の固
定子缶１１５内部への流入が防止でき、固定子缶１１５
内に流入された異物に因るモーター１１０の回転力の低
下を防止し得るとの利点がある。

【００３９】図６乃至図９は、本発明によるサブインペ
ラーを備えた循環ポンプの実施例２を示す。同図によれ
ば、本発明のサブインペラーを備えた循環ポンプ１５１
はモーター１６０、インペラー１７０、及びポンプハウ
ジング１８０からなる。モーター１６０はモーターハウ
ジング１６４を備える。上記モーターハウジング１６４
の内側には固定子１６１が固定されている。上記固定子
１６１は固定子缶１６５、モーターエンドシールド１６
８及び複数のシール部材１６９ａ、１６９ｂ及び１６９
ｃによって流体から隔離されている。回転子１６２はモ
ーター軸１６３と堅固に結合されている。モーター軸１
６３の一端は下側ベアリングホルダー１６６ａ及び下側
ブシュベアリング１６７ａによってモーターハウジング
１６４の内側底部に回転及び軸方向摺動自在に支持され
ている。モーター軸１６３の他端はモーターエンドシー
ルド１６８に設けられた貫通孔１６８ａを貫通し突出し
て上記上側ブシュベアリング１６７ｂによってモーター
エンドシールド１６８に回転及び軸方向摺動自在に支持
されている。下側ベアリングホルダー１６６ａと固定子
缶１６５との間にはシール部材１６９ａが、また、モー
ターエンドシールド１６８と固定子缶との間にはシール
部材１６９ｂがそれぞれ介在して流体の漏れを防いでい
る。

【００４０】インペラー１７０はインペラー本体１７１
及び囲い板１７２からなる。上記インペラー本体１７１
と囲い板１７２とは超音波によって溶着されている。上
記インペラー本体１７１は流体を加圧するための複数の
羽根１７１ａを備え、モーター軸１６３の上記他端に堅
固に固定されている。上記インペラー本体１７１の底面
中央には放射状に形成された複数の羽根２７１を備えた
サブインペラー２７０が設けられている。上記囲い板１
７２はその一側がインペラー本体１７１の上側に堅固に
取り付けられ、その中心部には流体の流入のための貫通
孔１７３が設けられている。上記貫通孔１７３の上側端
部には傾斜面１７３ａが形成されている。上記囲い板１
７２の他側には環状フランジ１７２ａが備えられ、上記
環状フランジ１７２ａの上面には複数の凹溝１７２ｂが
形成されている。

【００４１】モーター１６０の上側にはポンプハウジン
グ１８０が結合されている。上記ポンプハウジング１８
０はその両側に流入通路１８１及び流出通路１８２が形
成され、その中央にはインペラーチャンバー１８３が形
成されている。上記インペラーチャンバー１８３内には
インペラー１７０が配置され、上記インペラーチャンバ
ー１８３は流入通路１８１及び流出通路１８２とそれぞ
れ連通する。上記ポンプハウジング１８０の流入通路１
８１のインペラーチャンバー１８３側の末端には吸入リ
ング１８４が装着されている。上記吸入リング１８４は
フランジ部１８４ａと、上記囲い板１７２の貫通孔１７
３の上側端部に形成された傾斜面１７３ａと同一角度で
傾斜した傾斜ガイド部１８４ｂとを備える。ポンプハウ
ジング１８０とモーターエンドシールド１６８との間に
はシール部材１６９ｃが介在され流体の漏れを防止して
いる。

【００４２】上記のような本発明のサブインペラーを備
えた循環ポンプ１５１は、モーター１６０の固定子１６
１に電流が印加されれば、固定子１６１と回転子１６２
との電磁気的な作用によって、下側ブシュベアリング１
６７ａと上側ブシュベアリング１６７ｂとによってモー
ターハウジング１６４に関して回転自在に支持されてい
るモーター軸１６３が回転し、これに従って、上記モー
ター軸１６３の一端に堅固に固定されているインペラー
１７０が回転する。インペラー１７０が回転すれば、ポ
ンプハウジング１８０の流入通路１８１及び吸入リング
１８４を介して上記インペラー１７０の内部に流入され
た流体は、上記インペラー１７０によって加圧されポン
プハウジング１８０のインペラーチャンバー１８３内に
送出され、次いで流出通路１８２を介して送出される。
インペラー１７０が回転すれば、流入通路１８１を介し
て流入された流体はインペラー１７０に備えられた複数
の羽根１７１ａによってインペラーチャンバー１８３内
に加圧されるため、インペラーチャンバー１８３内の流
体圧は流入口通路１８１内の流体圧より高圧となる。従
って、インペラー１７０は吸入リング１８４側に付勢さ
れる。一方、インペラー１７０の固定されたモーター軸
１６３は下側ブシュベアリング１６７ａ及び上側ブシュ
ベアリング１６７ｂによってモーターハウジング１６４
に関して回転及び摺動自在に支持されているため、上記
インペラー１７０は回転しながら上記吸入リング１８４
側に上昇する。

【００４３】また、循環ポンプ１５１の作動時には、上
記のような理由によってインペラーチャンバー１８３内
の流体圧が流入通路１８１内の流体圧より高圧となるた
め、インペラーチャンバー１８３内に流出された高圧の
流体は、囲い板１７２の環状フランジ１７２ａの上面と
吸入リング１８４のフランジ部１８４ａの下面との間に
形成されている間隙を介して流入通路１８１側に流入さ
れる。

【００４４】この際、上記間隙を介して流入された流体
は、上記環状フランジ１７２ａの上面に設けられた複数
の凹溝１７２ｂによって、再び環状フランジ１７２ａの
外側に逸脱しようとする遠心力の作用を受ける。上記凹
溝１７２ｂの外側端付近では、流入された高圧流体と上
記凹溝１７２ｂによって外側に加圧された流体との間で
衝突が生じ、これによって、上記囲い板１７２と上記吸
入リング１８４との間には相当な圧力を有する流体膜が
形成される。この流体膜は上記インペラー１７０に関し
て流体ベアリングとして働き、上記インペラー１７０が
上記吸入リング１８４に接触せずに円滑に回転し得るよ
うにする。

【００４５】これと同時に、インペラー１７０が回転す
れば、上記インペラー１７０の下側に備えられたサブイ
ンペラー２７０も回転する。上記サブインペラー２７０
は回転しながらインペラー１７０の下部に流入された高
圧の流体を再び上記インペラー１７０の外周側に押し流
す。従って、上記インペラー１７０の下部での流体圧は
上記インペラーチャンバー１８３の他の部分での流体圧
より低圧となり、これによって上記インペラー１７０を
吸入リング１８４側に上昇させようとするインペラーチ
ャンバー１８３とインペラー１７０内部との圧力差も低
減される。

【００４６】この際、インペラー１７０の下部に流入さ
れた流体に含まれている異物もサブインペラー２７０の
回転によって流体とともにインペラー１７０の下部から
インペラー１７０の外周側に放出される。特に、上記流
入された高圧流体に含まれている異物の比重が流体のそ
れより相対的に大きい場合は、該流体に含まれた異物は
上記流体より相対的に大きい遠心力の作用を受けるよう
になるため、インペラー１７０の中心から上記流体より
もっと遠くまで放出されるようになる。

【００４７】従って、上記のような本発明によるサブイ
ンペラーを備えた循環ポンプ１５１によれば、前記した
サブインペラー２７０の作用によってインペラーチャン
バー１８３とインペラー１７０内部との圧力差が低減す
るため、上記圧力差の克服のために所要されるモーター
１６０の動力損失が低減でき、並びに、モーター１６０
の動力損失に因るポンプの効率低下が防止され得る。

【００４８】また、上記のような本発明のサブインペラ
ーを備えた循環ポンプ１５１によれば、前記したサブイ
ンペラー２７０の作用によってモーター軸１６３と上側
ブシュベアリング１６７ｂとの隙間を介しての異物の固
定子缶１６５内部への流入が防止でき、固定子缶１６５
内に流入された異物に因るモーター１６０の回転力の低
下を防止し得るとの利点がある。

【００４９】以上、本発明を望ましい実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更及び改
良が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の循環ポンプの実施例１の一部を切欠した
正面図である。

【図２】従来の循環ポンプの実施例２の正断面図であ
る。

【図３】図２におけるインペラーとポンプハウジングの
配置関係を示す一部拡大図である。

【図４】本発明によるサブインペラーを備えた循環ポン
プの実施例１の一部を切欠した正面図である。

【図５】図４におけるインペラーとポンプハウジングの
配置関係を示す一部拡大図である。

【図６】本発明によるサブインペラーを備えた循環ポン
プの実施例２の正断面図である。

【図７】図６におけるインペラーとポンプハウジングの
配置関係を示す一部拡大図である。

【図８】図７におけるＡ部分の拡大図である。

【図９】本発明によるサブインペラーを備えた循環ポン
プにおけるサブインペラーの備えられたインペラーを示
す斜視図である。

【符号の説明】

１５１ 循環ポンプ １６０ モーター １６１ 固定子 １６２ 回転子 １６３ モーター軸 １６４ モーターハウジング １６５ 固定子缶 １６６ａ 下側ベアリングホルダー １６７ａ 下側ブシュベアリング １６７ｂ 上側ブシュベアリング １６８ モーターエンドシールド １６９ａ、１６９ｂ、１６９ｃ シール部材 １７０ インペラー １７１ インペラー本体 １７１ａ 複数の羽根 １７２ 囲い板 １７２ａ 環状フランジ １７３ 貫通孔 １８０ ポンプハウジング １８１ 流入通路 １８２ 流出通路 １８３ インペラーチャンバー １８４ 吸入リング １８４ａ フランジ部 １８４ｂ 傾斜ガイド部 ２７０ サブインペラー ２７１ 放射状に形成された複数の羽根

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モーターハウジングと、上記モーターハ
   ウジングの内側に固定されている固定子と、上記固定子
   を流体から隔離するための固定子缶、モーターエンドシ
   ールド及び複数のシール部材と、上記固定子に電流が印
   加されれば上記固定子との電磁気的な相互作用によって
   回転する回転子と、上記回転子と一体として結合され、
   その一端は下側ブシュベアリングによって上記モーター
   ハウジングの内側底部に回転自在に支持され、その他端
   は上記モーターエンドシールドに設けられた貫通孔を貫
   いて突出して上記他端の付近で上側ブシュベアリングに
   よって上記モーターエンドシールドの貫通孔に回転自在
   に支持されているモーター軸とを含むモーター；流体を
   加圧するための複数の羽根を備え、上記モーター軸の上
   記他端に堅固に結合されているインペラー本体（上記イ
   ンペラー本体はその底面に放射状に形成された複数の羽
   根を備えたサブインペラーを含む）と、その一側が上記
   インペラー本体の上側に堅固に取り付けられ、その中心
   部には流体の流入のための貫通孔が設けられた囲い板と
   を含むインペラー；及び上記モーターの上側に結合され
   ており、その両側にはそれぞれ流入通路及び流出通路が
   形成され、その中央には上記インペラーが位置し、ま
   た、上記流入通路及び流出通路と連通するインペラーチ
   ャンバーを備えたポンプハウジング；で構成されたこと
   を特徴とするサブインペラーを備えた循環ポンプ。
2. 【請求項２】 モーターハウジングと、上記モーターハ
   ウジングの内側に固定されている固定子と、上記固定子
   を流体から隔離するための固定子缶、モーターエンドシ
   ールド及び複数のシール部材と、上記固定子に電流が印
   加されれば上記固定子との電磁気的な相互作用によって
   回転する回転子と、上記回転子と一体として結合され、
   その一端は下側ブシュベアリングによって上記モーター
   ハウジングの内側底部に回転及び摺動自在に支持され、
   その他端は上記モーターエンドシールドに設けられた貫
   通孔を貫いて突出して上記他端の付近で上側ブシュベア
   リングによって上記モーターエンドシールドの貫通孔に
   回転及び摺動自在に支持されているモーター軸とを含む
   モーター；流体を加圧するための複数の羽根を備え、上
   記モーター軸の上記他端に堅固に結合されているインペ
   ラー本体（上記インペラー本体はその底面に放射状に形
   成された複数の羽根を備えたサブインペラーを含む）
   と、その一側が上記インペラー本体の上側に堅固に取り
   付けられ、その中心部には流体の流入のための貫通孔が
   設けられており、その他側にはその上面に複数の凹溝を
   有する環状フランジが形成されている囲い板とを含むイ
   ンペラー；及び上記モーターの上側に結合されており、
   その両側にはそれぞれ流入通路及び流出通路が形成さ
   れ、その中央には上記インペラーが位置し、上記流入通
   路及び流出通路と連通するインペラーチャンバーを備え
   たハウジング本体と、上記ハウジング本体の流入通路の
   内側末端に結合され、上記流入通路を介して上記インペ
   ラー内に流動する流体をガイドするための吸入リングと
   を含むポンプハウジング；で構成されたことを特徴とす
   るサブインペラーを備えた循環ポンプ。
3. 【請求項３】 流体を加圧するための複数の羽根を備え
   たインペラー本体と、その一側が上記インペラー本体の
   上側に堅固に取り付けられており、その中心部には流体
   の流入のための貫通孔が形成されている囲い板、及び上
   記インペラー本体の底面に放射状に形成された複数の羽
   根を設けたサブインペラーを備えたことを特徴とするサ
   ブインペラーを備えた循環ポンプ。
4. 【請求項４】 上記囲い板の上側にはその上面に複数の
   凹溝の形成された環状フランジが設けられたことを特徴
   とする請求項３記載のサブインペラーを備えた循環ポン
   プ。