JPH1150992A - ヒューガルポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高揚程のポンプで、かつ、低コスト化及び長寿
命化を実現するヒューガルポンプをを提供することを目
的としている。 【構成】ケーシング２の吸水口７を円筒形に形成し、こ
の吸水口７の内周面に環状をした水中軸受３を配置し、
羽根車４の前面シュラウドの吸水口部を円筒形に形成
し、この円筒形をした吸水口部の外周面に断面Ｌ字形を
した軸受支持体１２を配置し、羽根車４の側面と隔壁１
４との間にボール１３を配置した構成にするか、或い
は、回転子１６ｂと羽根車５とを一体にし、固定子２２
と回転子１６ｂとの間を隔壁で隔離し、ケーシング２ｂ
の吸水口を円筒形に形成し、この吸水口の内周面に環状
をした水中軸受３を配置し、回転子１６ｂの側面軸心部
に軸受支持体１２ｂを配置し、これに軸着する水中軸受
３ｂを固定子側面に配置した構成にしたヒューガルポン
プ１、１ｂである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体を給水するヒュー
ガルポンプ（別称、遠心ポンプという）の軸受構造及び
逆流防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のヒューガルポンプの一例として図
５のようなポンプ１ｃがある。このポンプ１ｃは回転子
１６の回転を、この回転子１６の軸に取り付けた駆動用
マグネット９と羽根車２０に取り付けた従動用マグネッ
ト１０との磁気力により羽根車２０に回転を伝達して、
羽根車２０の中心近傍にある水などの液体を遠心力によ
り外周方向に送水するものである。この羽根車２０は、
ブラケットに保持されたスピンドル１７に水中軸受３ｃ
を介して回転自在に保持されている。

【０００３】そして、送水時において、羽根車２０より
吐出されたされた液体の大部分が吐出口８より吐出され
るが、一部は羽根車２０の前面シュラウド６の外側面と
ケーシング２の内面の間を通って吸水口７に逆流する。
この逆流する水量は、羽根車２０とケーシング２とのギ
ャップ（間隙）に比例し、このギャップの大、小によっ
て揚程が決定する。従って、このギャップを小さくすれ
ばするほど、揚程ＵＰを期待することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この箇
所のギャップを小さくすると、羽根車が高速で回転する
ために羽根車とケーシングとが接触するという問題が発
生する。これを解決する方法として、図４に示すような
ラビリンス２１構造が考えられるが、構造が複雑であ
り、かつ、部品点数が多くなり、加工などにコストがか
かるなどの欠点がある。

【０００５】本発明は、この様な事情を鑑みてなされた
ものであり、高揚程のポンプで、かつ、低コスト化及び
長寿命化を実現することができるヒューガルポンプを提
供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】電動機とポンプ室とを隔
壁により隔離し、マグネットの磁気力により羽根車を回
転する構成のヒューガルポンプであり、前記ポンプのポ
ンプ室はケーシングと羽根車とから構成され、前記ケー
シングの吸水口を円筒形に形成し、この吸水口の内周面
に環状、或いは、断面Ｌ字形をした水中軸受、または、
軸受支持体を配置し、前記羽根車の前面シュラウドの吸
水口部を円筒形に形成し、この円筒形をした吸水口部の
外周面に断面Ｌ字形、或いは、環状をした軸受支持体、
または、水中軸受を配置し、前記羽根車の電動機側の側
面と隔壁との間にボールを配置した構成にすることによ
り、液体の逆流が少なくなり、高揚程のポンプでポンプ
効率が向上し、かつ、低コスト化及び長寿命化を実現す
ることができるようになり課題を解決している。

【０００７】或いは、電動機の回転子とポンプの羽根車
とを一体に構成し、かつ、固定子を機密性樹脂でモール
ドするか、または、固定子と回転子及び羽根車との間を
樹脂材または金属材でできている隔壁で隔離する構成の
ヒューガルポンプであり、ケーシングの吸水口を円筒形
に形成し、この吸水口の内周面に環状、或いは、断面Ｌ
字形をした水中軸受、または、軸受支持体を配置し、前
記回転子の反羽根車側の側面軸心部に軸受支持体、また
は、水中軸受を配置し、これに軸着する水中軸受、また
は、軸受支持体を固定子側面に配置することにより、高
揚程のポンプになり、ポンプ効率が向上し、かつ、低コ
スト化及び長寿命化を実現することができるようになり
課題を解決している。

【０００８】

【作用】電動機が回転することにより、回転子の軸に保
持されている駆動用マグネットが同時に回転する。この
マグネットの回転により、隔壁を介して対向している従
動用マグネット及び羽根車が、磁気力により、水中軸受
及びボール部を支点にして回される。この羽根車の回転
により、羽根車内の液体に遠心力が発生し、シュラウド
及び案内羽根に導かれ、外周方向に飛ばされて吐出口よ
り外部に吐出される。そして、吸入口近傍の液体が羽根
車内に流入する。

【０００９】また、羽根車より吐出された液体の一部が
前面シュラウドの外側面とケーシングの内面との間を経
由し、吸入口に逆流しようとする。しかし、この羽根車
とケーシングとの間には、水中軸受と軸受支持体とが設
けられているので、この箇所からの逆流がほとんどなく
なる。

【００１０】或いは、請求項２に示すように、羽根車と
回転子を一体にして、請求項１と同様に羽根車の前面シ
ュラウド部を水中軸受を介し回転自在にケーシングに支
持し、かつ、回転子の側面で水中軸受を介し、回転自在
に固定子側面に支持して回転子を回転させることによ
り、液体は請求項１と同様の流れをする。

【００１１】

【実施例】本発明を図面に示された一実施例に基づいて
説明すると、図１は本発明の一実施例によるヒューガル
ポンプの要部の側断面図であり、図２は本発明の他の実
施例によるヒューガルポンプの要部の側断面図であり、
図３は図１の要部の拡大部分断面図である。

【００１２】符号２、２ｂはケーシングである。このケ
ーシング２、２ｂの吸水口７は、円筒形に形成されてお
り、この内周面には、環状、或いは、断面Ｌ字形をした
水中軸受３、または、軸受支持体が装着されている。

【００１３】符号３は水中軸受であり、この軸受３はケ
ーシング２、２ｂの吸水口７の内周面、或いは、羽根車
４、５の円筒部の外周面に設けられており、この形状は
環状をしているか、または、断面がＬ字形をしている。
また、材質としてカーボン材が多く使用されているが、
セラミック材など他の材質のもので形成してもよい。

【００１４】符号４、５は羽根車であり、これらの羽根
車４、５の前面シュラウド６の吸水口７部を円筒形に形
成し、この円筒形をした外周面に断面Ｌ字形、或いは、
環状をした軸受支持体１２、または、水中軸受が装着さ
れている。

【００１５】符号９は駆動用マグネットであり、このマ
グネット９は、回転子１６の軸に固定されており永久磁
石からなっている。

【００１６】符号１０は従動用マグネットであり、この
マグネット１０は、羽根車４に固定されており永久磁石
からなっている。

【００１７】符号１１、２２は電動機であり、図１の電
動機１１は誘導電動機である。この回転子１６の軸に
は、円板が軸着されており、この円板に駆動用マグネッ
ト９が固定されている。なお、冷却フアンが内蔵されて
いる電動機の場合は、このマグネット９をフアンの側面
に保持してもよい。そして、図２の電動機２２はブラシ
レスＤＣモータである。この電動機は固定子の導電部に
液体が侵入しないように機密性の樹脂で覆うか、或い
は、固定子と回転子及び羽根車との間を機密性樹脂材ま
たはステンレス鋼板などの金属板でできている隔壁で隔
離されている構造になっている。この様な構造のポンプ
はキャンドポンプと呼ばれている。

【００１８】符号１３はボールであり、このボール１３
は、隔壁１４と羽根車４との間に設けられ、スラスト受
けとしての働きがある。なお、このボール１３は、樹脂
製ボールや鋼球などが用いられる。

【００１９】この様な構成において、図１に基づいてポ
ンプの作用を説明すれば、電動機１１の回転子１６の回
転により、駆動用マグネット９が同時に回転する。そし
て、羽根車４は、水中軸受３及び軸受支持体１２とボー
ル１３とにより、回転自在に保持されているので、駆動
用マグネット９の回転により、隔壁１４を介して対向し
ている従動用マグネット１０及び羽根車４が磁気力によ
り回される。この羽根車４の回転により羽根車内に遠心
力が発生し、羽根車４の中心部近傍にある液体が、羽根
車４内の両シュラウド及びブレード１８に導かれ、周方
向に飛ばされて吐出口８より外部に吐出される。

【００２０】また、羽根車４より吐出された液体の一部
が前面シュラウド６の外側面とケーシング２の内周部と
の間を経由し、吸入口７に逆流しようとする。しかし、
吸入口７近傍の羽根車４とケーシング２との間には、水
中軸受３と軸受支持体１２が設けられているので、この
箇所からの逆流がほとんどなくなる。

【００２１】また、図２に於いて、羽根車５と回転子１
６ｂとを一体に構成することにより、羽根車５の前面シ
ュラウド６は、水中軸受３及び軸受支持体１２を介しケ
ーシング２ｂに回転自在に支持され、そして、回転子の
側面に設けられた軸受支持体１２ｂは、固定子１５の側
面に保持された水中軸受３ｂに回転自在に軸着されてい
るので、回転子の回転により羽根車５が同時に回転し、
羽根車５内の液体は遠心方向に飛ばされ吐出口７より吐
出される。

【００２２】なお、図２の場合、固定子の充電部への水
の侵入防止として、機密性の樹脂で充電部全体を覆う
か、または、樹脂か金属板で缶状に成形し固定子と回転
子とを仕切るのが一般的である。金属板を使用する場合
は、耐食性があり、かつ、非磁性体であるオーステナイ
ト系のステンレス鋼板が多く使用されている。

【００２３】そして、図１及び図２に於いて示している
水中軸受３、３ｂと軸受支持体１２、１２ｂとの関係を
逆にしてもよく、さらに、水中軸受３と軸受支持体１２
との形状（環状と断面Ｌ字形）を逆にしてもよい。

【００２４】図５の構成の小形のヒューガルポンプの場
合、ケーシング２と羽根車２０とのギャップは約０．５
ｍｍ必要であるが、本発明のポンプの場合、２０〜３０
μｍ程度のギャップにすることができる。

【００２５】そして、ケーシング２の吸水口７部の内径
を３０ｍｍとして、従来のポンプと漏れ面積比を計算す
ると５０：１となり液の逆流割合が５０分の１と減少す
る。

【００２６】この様に、本発明のヒューガルポンプ１、
１ｂは、羽根車４、５とケーシング２との間のギャップ
が大幅に小さくなるので逆流がほとんどなく、高揚程の
ポンプになり、ポンプの効率が向上する。

【００２７】そして、図４の様な逆流を防止するための
複雑なラビリンス構造が不要にり、ポンプが安価にな
る。

【００２８】また、軸受部の構造が簡単であり、かつ、
羽根車４の両端近傍、または、羽根車５と回転子１６ｂ
との両端近傍で回転自在に保持しているので無理がかか
らず、ポンプの長寿命化を実現することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上により、本発明のヒューガルポンプ
は、高揚程のポンプになり、ポンプ効率が向上し、か
つ、低コスト化及び長寿命化を実現することができる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるヒューガルポンプの要
部の側断面図である。

【図２】本発明の他の実施例によるヒューガルポンプの
要部の側断面図である。

【図３】図１の要部の拡大部分断面図である。

【図４】ケーシング部のラビリンス構造の拡大部分断面
図である。

【図５】従来のヒューガルポンプの要部の側断面図であ
る。

【符号の説明】

１、１ｂ、１ｃ・・・ヒューガルポンプ ２、２ｂ・・・・・・ケーシング ３、３ｂ、３ｃ・・・水中軸受 ４、５、２０・・・・羽根車 ６・・・・・・・・・前面シュラウド ７・・・・・・・・・吸水口 ８・・・・・・・・・吐出口 ９・・・・・・・・・駆動用マグネット １０・・・・・・・・・従動用マグネット １１、２２・・・・・・電動機 １２、１２ｂ・・・・・軸受支持体 １３・・・・・・・・・ボール １４・・・・・・・・・隔壁 １６、１６ｂ・・・・・回転子 １７・・・・・・・・・スピンドル １８・・・・・・・・・ブレード １９・・・・・・・・・マグネット ２１・・・・・・・・・ラビリンス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機とポンプ室とを隔壁により隔離し、
   マグネットの磁気力により羽根車を回転する構成のヒュ
   ーガルポンプにおいて、 前記ポンプのポンプ室はケーシングと羽根車とから構成
   され、 前記ケーシングの吸水口を円筒形に形成し、この吸水口
   の内周面に環状、或いは、断面Ｌ字形をした水中軸受、
   または、軸受支持体を配置し、 前記羽根車の前面シュラウドの吸水口部を円筒形に形成
   し、この円筒形をした吸水口部の外周面に断面Ｌ字形、
   或いは、環状をした軸受支持体、または、水中軸受を配
   置し、 前記羽根車の電動機側の側面と隔壁との間にボールを配
   置した構成にすることにより、 前記水中軸受部とボールとにより前記羽根車を回転自在
   に保持したことを特徴とするヒューガルポンプ。
2. 【請求項２】電動機の回転子とポンプの羽根車とを一体
   に構成し、かつ、固定子を機密性樹脂でモールドする
   か、または、固定子と回転子及び羽根車との間を樹脂材
   または金属材でできている隔壁で隔離する構成のヒュー
   ガルポンプにおいて、 ケーシングの吸水口を円筒形に形成し、この吸水口の内
   周面に環状、或いは、断面Ｌ字形をした水中軸受、また
   は、軸受支持体を配置し、 前記回転子の反羽根車側の側面軸心部に軸受支持体、ま
   たは、水中軸受を配置し、 これに軸着する水中軸受、または、軸受支持体を固定子
   側面に配置することにより、 前記一体構成の羽根車と回転子との両端部を水中軸受で
   回転自在に保持することを特徴とするヒューガルポン
   プ。