JP2007224729A - ウォータポンプシステム - Google Patents
ウォータポンプシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007224729A JP2007224729A JP2006043467A JP2006043467A JP2007224729A JP 2007224729 A JP2007224729 A JP 2007224729A JP 2006043467 A JP2006043467 A JP 2006043467A JP 2006043467 A JP2006043467 A JP 2006043467A JP 2007224729 A JP2007224729 A JP 2007224729A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- impeller
- hole
- pump system
- water pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
【課題】ウォータポンプで流す水を用いて回転軸と軸受けの冷却あるいは潤滑化を行う場合、両者の間にエア溜まりが発生しやすい。
【解決手段】ウォータポンプシステム10においては、インペラ206が回転することで、吸入路202から水を吸引して高圧化し、吐出路204に吐き出している。インペラ206を回転させる回転軸208は、その軸受け210とともに、水で満たされた貯水槽205に設置されている。この貯水槽205の端側にバイパス路12を接続し、吐出路204から高圧の水を導き入れる。これにより、導かれた水の一部が軸受け貫通孔212を流れて、この付近のエア溜まりを解消する。
【選択図】図1
【解決手段】ウォータポンプシステム10においては、インペラ206が回転することで、吸入路202から水を吸引して高圧化し、吐出路204に吐き出している。インペラ206を回転させる回転軸208は、その軸受け210とともに、水で満たされた貯水槽205に設置されている。この貯水槽205の端側にバイパス路12を接続し、吐出路204から高圧の水を導き入れる。これにより、導かれた水の一部が軸受け貫通孔212を流れて、この付近のエア溜まりを解消する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ウォータポンプの構造、特に、回転軸と軸受けを冷却あるいは潤滑化するための技術に関する。
ウォータポンプは、水を主成分とする流体を強制的に吸引・吐出するポンプであり、自動車の冷却機構をはじめとして、各種産業で広く利用されている。ウォータポンプでは、機械的な摩擦を減らして滑らかな回転を確保したり、摩擦により高温化した部分を冷却したりするための液体として、オイルに代えて、ウォータポンプで流す水を使用することがある。この構成においては、しかし、水に混入している空気(あるいは他の気体)がエア溜まりを形成して潤滑化や冷却の効率を低下させる場合がある。
下記特許文献1には、インペラの背面部と前面部との間を貫通し、かつ、前面部側の開口部がインペラの回転方向と反対の方向に開口するエア抜き孔を形成して、インペラの背面部に集まるエアをインペラの前面部側に逃がす技術が開示されている。
上記特許文献1の技術は、回転軸及び軸受けを水から隔離し、オイルを用いてその潤滑や冷却を行っている。つまり、ポンプが吸引・排出する水を用いて潤滑化や冷却を行うものではない。
本発明の目的は、ウォータポンプで流す水を用いて回転軸と軸受けの冷却あるいは潤滑化を行う構成において、両者間に発生するエア溜まりを防止することにある。
本発明の別の目的は、ウォータポンプで流す水を用いて回転軸と軸受けの冷却あるいは潤滑化を行う構成の下で、冷却あるいは潤滑化の効果を高めることにある。
本発明のウォータポンプシステムは、水の吸入路と、水の吐出路と、吸入路と吐出路の間に設けられ、回転することにより、吸入路から水を吸い込んで高圧化し吐出路に吐き出すインペラと、インペラの回転中心から伸び、インペラとともに回転する回転軸と、回転軸が挿入される貫通孔を有し、回転軸を回転可能に保持する軸受けと、吐出された水の一部をインペラとは反対側の貫通孔入口側に伸びるバイパス路と、を備え、バイパス路から流れ出る水の一部または全部は、貫通孔を通ってインペラ側に還流する。
ウォータポンプシステムは、水を高圧化して強制送出するシステムである。ここで、水(ウォータ)とは、当業者の間で慣例的に用いられているように、H2Oを主たる成分とする液体をいい、例えば水に潤滑剤が混入されている液体も含む。水の吸入路は、ウォータポンプに吸入される水が流れる流路であり、水の吐出路は、ウォータポンプから吐出される水が流れる流路である。吸入路と吐出路は典型的には管によって構築される。インペラは、回転によって、吸入路からの水を吸い込み、加圧して吐出路に吐き出す回転翼である。そして、回転軸は、インペラの回転中心から伸びる軸であり、インペラと一体化して、インペラとともに回転する。回転軸は、インペラの一方にのみ伸びていてもよいし、両側に伸びていてもよい。さらに、回転軸は、インペラに回転力を伝えるものであってもよいし、例えばその反対側で、単にインペラを支えて安定化させるものでもよい。ここでは、少なくともインペラの一方の側に伸びた回転軸に本発明の構成を取ることを想定しており、また、回転力の伝達をなすものであるか否かは問わない。
軸受けは、回転軸が挿入される貫通孔を有す。回転軸の挿入深さは特に限定されるものではなく、貫通孔の途中まででもよいし、貫通孔を貫ぬくものであってもよい。貫通孔は、その内壁で回転軸を囲むことにより、回転軸を回転可能に保持する。軸受けは、例えば、管状の部材を用いて構成することができる。ただし、貫通孔の内壁には、水の流れを良くするために、例えば、直線状や螺旋状といった溝を設けてもよいし、外壁と通じるスリットや小孔などを設けてもよい。もちろん、軸受け(そして貫通孔)は、単体の部材ではなく、複数の部材を組み合わせて形成してもよい。
バイパス路は、吐出される水の一部を、インペラとは反対側の貫通孔入口側に導く流路である。取り込まれる水は、吐出された水である。すなわち、単にインペラの回りにこぼれ出た水では足りず、少なくとも貫通孔を経由した循環を可能にする程度に高圧化された水である必要がある。バイパス路の取り入れ口は、典型的には、主たる吐出路の途上に設けられるが、例えば主たる吐出路の取り入れ口に隣接する部分に、主たる吐出路の取り入れ口とは別に設けられるなどしてもよい。バイパス路から貫通孔入口側に導かれた水の少なくとも一部は、貫通孔(における回転軸が挿入されたあとの隙間)を通ってインペラ側に還流する。
この構成によれば、貫通孔に強制的に十分な水を流すことができ、エアが溜まりを解消もしくは縮小することが可能となる。一般に、貫通孔の壁面と回転軸との間に働く摩擦が大きいと、滑らかな回転が妨げられるとともに発熱して高温化してしまう。しかし、本ウォータポンプシステムでは、十分な水を流して摩擦を小さくするため、回転の円滑化と発熱防止を図ることができ、また、冷却作用も増大させることができる。しかも、還流する水の量はインペラの回転数に応じて増大するため、インペラの回転とともに摩擦が大きくなっても、摩擦に伴う問題は顕在化しにくくなるものと期待できる。
本発明のウォータポンプシステムの一態様においては、インペラの背後には、水が溜められる貯水槽が設けられ、回転軸と軸受けは、貯水漕内に設置され、バイパス路は、貯水槽におけるインペラとは反対側の貫通孔入口側に連結されている。貯水槽には、貫通孔以外にも還流する流路があってもよく、これにより広範囲な部分の冷却が可能となる。この場合、貫通孔のインペラとは反対側の入口形状を末広がりにするなど、貫通孔に水が流れやすい構造を設けることも有効であろう。
本発明のウォータポンプシステムの一態様においては、バイパス路は貫通孔入口に伸び、バイパス路から流れ出る水の全部が貫通孔を通ってインペラ側に還流する。これにより、確実に貫通孔に水を流すことが可能となる。
[参考例]
図4は、本実施の形態における参考例としてのウォータポンプシステム200の概略を示す断面図である。ウォータポンプシステム200は、水が流れる管である吸入路202及び吐出路204を含んでおり、両者はほぼ直交する角度で連結されている。そして、この連結部分の背後には、水が溜まりうる貯水槽205が設けられている。吸入路202と吐出路204が連結された部分には、吸入路202から水を吸い込み、吐出路204に水を吐き出すインペラ(回転翼)206が設けられている。
図4は、本実施の形態における参考例としてのウォータポンプシステム200の概略を示す断面図である。ウォータポンプシステム200は、水が流れる管である吸入路202及び吐出路204を含んでおり、両者はほぼ直交する角度で連結されている。そして、この連結部分の背後には、水が溜まりうる貯水槽205が設けられている。吸入路202と吐出路204が連結された部分には、吸入路202から水を吸い込み、吐出路204に水を吐き出すインペラ(回転翼)206が設けられている。
インペラ206の背後には、インペラ206に一体的に取り付けられた回転軸208が回転中心に沿って貯水槽205内に伸びている。また、貯水槽205内には、軸受け210が設置されている。軸受け210は、貫通孔212を備えた円筒形状の部材であり、貫通孔212を貫ぬく回転軸208を回転可能に保持している。貫通孔212の大きさは特に限定されないが、一例を挙げれば、その直径は約10mm、貫通孔212と軸受け210との間の空間は約1mm、貫通孔212の長さは約30mmである。貯水槽205内には、さらに、磁石214が回転軸208におけるインペラ206とは反対側の端に取り付けられて配置されている。磁石214のさらに先には、貯水槽205の壁面をなす分離壁216があり、分離壁216の外側には回転磁界発生部218が設けられている。回転磁界発生部218は、電力供給を受けて、回転磁界を発生させる装置である。回転磁界発生部218は、発生させた回転磁界により、分離壁216を挟んで対向する磁力により磁石214、そして回転軸208及びインペラ206を回転駆動する。
貯水槽205内には、このように、回転軸208と、その先端に取り付けられた磁石214、そして回転軸208を保持する軸受け210が収納されている。しかし、貯水槽205内には、十分に空き空間があり、例えば、軸受け210の周囲には隙間220が存在する。そして、これらの空き空間は、インペラ206付近から流れ込む水によって満たされている。
続いて、このウォータポンプシステム200の動作について簡単に説明する。このウォータポンプシステム200では、回転磁界発生部218が回転磁界を発生させる。磁石214はこの回転磁界に追随して回転し、同時に磁石214に接続された回転軸208と、回転軸208に接続されたインペラ206が回転を行う。インペラ206が回転すると、インペラ206付近の水は、高圧化されて吐出路204に吐き出される。そして、吐き出された水を補償するように、インペラ206付近には、吸入路202から新たな水が吸入される。さらには、インペラ206を連続的に回転させることで、吸入路202から吐出路204へ向かう慣性の効果も生じて、大量の水が吐出路204に吐き出されるようになる。
軸受け210は、この間、回転する回転軸208を支え続けている。ゆえに、軸受け210と回転軸208は互いに接触し、これにより回転軸208は摩擦による抵抗を受ける他、両者には摩擦熱が発生する。
貯水槽205に満たされた水は、この抵抗力を減らす役割と、発生した熱を奪い去る役割とを果たしている。貯水槽205には、例えば、インペラ206の影響を受けて、新たな水が隙間220などを経由して流れ込み、それを補償するように、貯水槽205内の水が貫通孔212を通ってインペラ206側に還流する。
しかし、隙間220から流れこむ水は、インペラ206の構造上、あまり圧縮されたものではなく、また加速されたものでもない。つまり、貯水槽205内では、水が圧力的にほぼバランスした状態にあり、必ずしも十分な水が流れ込まず、また流れ出て行かない。その一方で、吸入路202から時折流れ込む水に空気が混入していると、貯水槽205の壁面や、貫通孔212などにエア溜まりが形成されることとなる。エア溜まりは、貯水槽205内の水流が十分なものであれば水と一緒に速やかに吐き出されるが、水流が遅いと、なかなか消失せず、むしろ次のエアと結合して大きくなる場合さえある。
貫通孔212に発生したエア溜まりは、水による潤滑効果や、冷却効果を失わせる。そして、ウォータポンプシステム200の機能低下、寿命短縮、あるいは消費電力増加などを招くことになる。そこで、貫通孔212に十分な水が流れるような構造が求められることとなる。
[実施例1]
図1は、実施例1の態様を示す図であり、図4に対応する図である。図1においては、図4と同様の構成には同一の番号を付しており、その説明を簡略化する。
図1は、実施例1の態様を示す図であり、図4に対応する図である。図1においては、図4と同様の構成には同一の番号を付しており、その説明を簡略化する。
図1に示したウォータポンプシステム10においては、吐出路204の途上から、貯水槽205の分離壁216付近に、バイパス路12が設けられている。このため、吐出路204を流れる高圧化された水の一部が、バイパス路12を通って、貯水槽205の分離壁216付近に流れ込む。そして、流れ込んだ水の一部は、これを貫通孔入口14(貫通孔212のインペラ206とは反対側の口)から、貫通孔出口16(貫通孔212のインペラ206側の口)に向かって、貫通孔212を流れる。
この結果、貫通孔212に生じたエア溜まりは速やかに押し流されて解消される。つまり、長時間にわたって貫通孔212にエア溜まりが形成されることはなく、回転軸208の速やかな回転が実現するとともに、効率のよい冷却化が行われる。なお、バイパス路12の太さは、貫通孔212に十分な量の水を流すことができ、かつ、吐出路204に流れる水の勢いを妨げないように理論的あるいは実験的に定めればよい。
[実施例2]
図2は、実施例2の態様を示す図であり、図1及び図4に対応する図である。図2においては、図1及び図4と同様の構成には同一の番号を付しており、その説明を簡略化する。
図2は、実施例2の態様を示す図であり、図1及び図4に対応する図である。図2においては、図1及び図4と同様の構成には同一の番号を付しており、その説明を簡略化する。
図2に示したウォータポンプシステム30においては、図1に示したウォータポンプシステム10と同様に、吐出路204の途上から貯水槽205にバイパス路32が設けられている。ただし、このバイパス路32は、貫通孔入口34付近に水を直接的に導くように貯水槽205に接続されている。また、貫通孔入口34付近では、軸受け210に末広部36が形成されており、バイパス路32からの水が貫通孔入口34に流れ込みやすくなるように工夫されている。したがって、図1に示したウォータポンプシステム10よりも(他の条件が同じであれば)貫通孔212に水が流れ易くなっている。
[実施例3]
図3は、実施例3の態様を示す図であり、図1、図2及び図4に対応する図である。図3においては、図1、図2及び図4と同様の構成には同一の番号を付しており、その説明を簡略化する。
図3は、実施例3の態様を示す図であり、図1、図2及び図4に対応する図である。図3においては、図1、図2及び図4と同様の構成には同一の番号を付しており、その説明を簡略化する。
図3に示したウォータポンプシステム50においては、図1に示したウォータポンプシステム10と同じバイパス路12が設けられている。しかし、ウォータポンプシステム10に設けられた軸受け210は、周囲に隙間220が確保される程度に細長かったのに対し、ウォータポンプシステム50に設けられた軸受け52は、貯水槽205の壁面に密着するように幅広に作られている。したがって、バイパス路12から流れ込む水は、貫通孔212を通らなければインペラ206の側に還流できない。つまり、ウォータポンプシステム50では、吐出路204から流れ込む水が全て貫通孔212を通って還流するような流路が形成されている。
このウォータポンプシステム50では、同条件であれば、図1や図2の例に比べて、貫通孔212を流れる水の量を多くできるものと期待できる。また、図1や図2の例と同程度の水を貫通孔212に流すのであれば、バイパス路12の径を小さくすることが可能となる。
本発明は、ここに示した実施例に限定されるものではない。例えば、吐出路204や貯水槽205に取り付けるバイパス路の角度を変更することで、吐出された水の勢い(運動エネルギ)をあまり低下させることなく貫通孔212に導くことができるであろう。また、ここでは、電動式のウォータポンプの一例を挙げて説明を行ったが、機械的に駆動されるウォータに対してもこれらの構成を採用することができる。
10,30,50,200 ウォータポンプシステム、12 バイパス路、14 貫通孔入口、16 貫通孔出口、32 バイパス路、34 貫通孔入口、36 末広部、52 軸受け、202 吸入路、204 吐出路、206 インペラ、208 回転軸、210 軸受け、212 貫通孔、214 磁石、216 分離壁、218 回転磁界発生部、220 隙間。
Claims (3)
- 水の吸入路と、
水の吐出路と、
吸入路と吐出路の間に設けられ、回転することにより、吸入路から水を吸い込んで高圧化し吐出路に吐き出すインペラと、
インペラの回転中心から伸び、インペラとともに回転する回転軸と、
回転軸が挿入される貫通孔を有し、回転軸を回転可能に保持する軸受けと、
吐出された水の一部をインペラとは反対側の貫通孔入口側に伸びるバイパス路と、
を備え、
バイパス路から流れ出る水の一部または全部は、貫通孔を通ってインペラ側に還流する、ことを特徴とするウォータポンプシステム。 - 請求項1に記載のウォータポンプシステムにおいて、
インペラの背後には、水が溜められる貯水槽が設けられ、
回転軸と軸受けは、貯水漕内に設置され、
バイパス路は、貯水槽におけるインペラとは反対側の貫通孔入口側に連結されている、ことを特徴とするウォータポンプシステム。 - 請求項1に記載のウォータポンプシステムにおいて、
バイパス路は貫通孔入口に伸び、バイパス路から流れ出る水の全部が貫通孔を通ってインペラ側に還流する、ことを特徴とするウォータポンプシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006043467A JP2007224729A (ja) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | ウォータポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006043467A JP2007224729A (ja) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | ウォータポンプシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007224729A true JP2007224729A (ja) | 2007-09-06 |
Family
ID=38546777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006043467A Pending JP2007224729A (ja) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | ウォータポンプシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007224729A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102536839A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-04 | 浙江大学 | 一种液体输送*** |
CN103982445A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-13 | 浙江大学宁波理工学院 | 一种单密封面的液体输送*** |
CN111692125A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 爱三工业株式会社 | 离心泵 |
CN115013140A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-06 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种冷却液便捷加注机构及其操作方法 |
-
2006
- 2006-02-21 JP JP2006043467A patent/JP2007224729A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102536839A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-04 | 浙江大学 | 一种液体输送*** |
CN103982445A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-13 | 浙江大学宁波理工学院 | 一种单密封面的液体输送*** |
CN103982445B (zh) * | 2014-05-14 | 2016-04-20 | 浙江大学宁波理工学院 | 一种单密封面的液体输送*** |
CN111692125A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 爱三工业株式会社 | 离心泵 |
CN115013140A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-06 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种冷却液便捷加注机构及其操作方法 |
CN115013140B (zh) * | 2022-05-19 | 2023-06-02 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种冷却液便捷加注机构及其操作方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5265592B2 (ja) | 歯車列の潤滑装置 | |
TWI329162B (en) | Pump and liquid supply apparatus | |
JP6037916B2 (ja) | 回転軸支持構造及び回転機械 | |
KR100969037B1 (ko) | 하이브리드 차량용 모터 냉각 장치 및 방법 | |
JP4682716B2 (ja) | 電動機の冷却装置 | |
JP2008101778A (ja) | 遊星歯車装置およびタービンエンジン | |
JP2010133504A (ja) | 歯車列の潤滑装置 | |
JP2007224729A (ja) | ウォータポンプシステム | |
US9587638B2 (en) | Drive unit for a submersible oil pump, with a fluid passage allowing the fluid in the motor housing to be discharged to the ambient enviroment | |
WO2011099105A1 (ja) | 歯車列の潤滑装置 | |
JP2008148464A (ja) | コイル冷却装置 | |
JP2017118773A (ja) | 車両駆動用電動機の油冷却システム | |
JP2009250422A (ja) | 動力伝達装置の流体通路構造 | |
JP2011133042A (ja) | 歯車装置 | |
JP2008144724A (ja) | ターボ圧縮機 | |
JP4625366B2 (ja) | 立軸水車の軸受冷却装置 | |
JP2008163934A (ja) | 燃料ポンプおよびそれを用いた燃料供給装置 | |
JP2009121457A (ja) | インライン用lpg外装型燃料ポンプ | |
JP4742886B2 (ja) | 回転機器 | |
JP2008248833A (ja) | ベーンポンプ | |
JP2009191794A (ja) | ハイブリッド排気タービン過給機 | |
JP4770207B2 (ja) | ポンプ及びそれを備えた液体供給装置 | |
JP2010169193A (ja) | 浮動ブッシュ軸受 | |
JP7306971B2 (ja) | ポンプ | |
RU2798894C1 (ru) | Компрессорный элемент с улучшенным масляным инжектором |