JP2546943B2 - 一体形遠心ポンプとモータ - Google Patents
一体形遠心ポンプとモータInfo
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- JP2546943B2 JP2546943B2 JP3518352A JP51835291A JP2546943B2 JP 2546943 B2 JP2546943 B2 JP 2546943B2 JP 3518352 A JP3518352 A JP 3518352A JP 51835291 A JP51835291 A JP 51835291A JP 2546943 B2 JP2546943 B2 JP 2546943B2
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- Japan
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- impeller
- shroud
- working fluid
- stator coil
- inducer
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
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- Electromagnetism (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的にいえば電動流体ポンプに関し、さ
らに詳しくいえば軸封の不必要な電動遠心ポンプに関す
るものである。
らに詳しくいえば軸封の不必要な電動遠心ポンプに関す
るものである。
遠心流体ポンプが油圧及び空気圧の分野において周知
である。遠心ポンプは、普通、流体羽根車を取り付けて
ある軸を駆動するモータからなっている。一般的には、
流体入口、すなわち吸込み口は、羽根車の中心、すなわ
ちハブ、に流体を送る。いくつかの羽根車の羽根が一般
にハブから外向きにらせん状経路を取って突き出て羽根
と一緒に汲上げ流路を定めるシュラウドの間に支持され
ている。ロータは、作動流体を吸込み口からハブへ運ぶ
ハウジング内に入れられており、ハブにおいて流体は羽
根とシュラウドの間の汲上げ流路に導かれる。羽根車の
遠心作用は、作動流体を羽根車円板の周縁にあるディフ
ユーザの方へ外向きに駆動し、円板のところで作動流体
が渦形室に入り、そこからポンプの吐出し口へ導かれ
る。
である。遠心ポンプは、普通、流体羽根車を取り付けて
ある軸を駆動するモータからなっている。一般的には、
流体入口、すなわち吸込み口は、羽根車の中心、すなわ
ちハブ、に流体を送る。いくつかの羽根車の羽根が一般
にハブから外向きにらせん状経路を取って突き出て羽根
と一緒に汲上げ流路を定めるシュラウドの間に支持され
ている。ロータは、作動流体を吸込み口からハブへ運ぶ
ハウジング内に入れられており、ハブにおいて流体は羽
根とシュラウドの間の汲上げ流路に導かれる。羽根車の
遠心作用は、作動流体を羽根車円板の周縁にあるディフ
ユーザの方へ外向きに駆動し、円板のところで作動流体
が渦形室に入り、そこからポンプの吐出し口へ導かれ
る。
羽根車を支持するモータの軸は、作動流体によってと
きどき潤滑される軸受を必要とするが、多くの場合、軸
受は、作動流体が軸受と共存性がないために独立の潤滑
を必要とする。すべての場合に、作動流体がポンプハウ
ジングに入る羽根車の軸の回りで作動流体の漏れるのを
防ぐシールを必要とする。ある時間使用した後に、軸受
が回転軸のある程度の半径方向の変位を許す点まで劣化
することがある。これは、軸シールの摩耗と劣化を加速
させ、それによって作動流体のポンプハウジングからの
漏れを生じさせる。
きどき潤滑される軸受を必要とするが、多くの場合、軸
受は、作動流体が軸受と共存性がないために独立の潤滑
を必要とする。すべての場合に、作動流体がポンプハウ
ジングに入る羽根車の軸の回りで作動流体の漏れるのを
防ぐシールを必要とする。ある時間使用した後に、軸受
が回転軸のある程度の半径方向の変位を許す点まで劣化
することがある。これは、軸シールの摩耗と劣化を加速
させ、それによって作動流体のポンプハウジングからの
漏れを生じさせる。
前述のことは、現在の遠心ポンプにあるとわかってい
る限界を示している。したがって、上述の限界の一つ以
上を克服することを目的とした代替品を提供することが
好都合であることは明らかである。したがって、後でさ
らに完全に開示する特徴を含む適当な代替品が提供され
る。
る限界を示している。したがって、上述の限界の一つ以
上を克服することを目的とした代替品を提供することが
好都合であることは明らかである。したがって、後でさ
らに完全に開示する特徴を含む適当な代替品が提供され
る。
発明の概要 本発明の一つの面において、これは、遠心流体ポンプ
におけるブラシレス直流モータのロータとしても働くも
ので、ハブセクションと、永久磁石を含む少なくとも一
つの円板形シュラウドと、ハブから外方に突き出て流体
汲上げ流路を形成するようにシュラウドの面に固定され
た複数の羽根と、流体を汲上げ流路に供給する手段を備
える羽根車円板を提供することによって達成される。羽
根車円板を備えるポンプは、ハブセクションが流体の流
れを一つ以上の入口から汲上げ流路へステータコイル及
び羽根車円板の開口を通って導くインデューサ手段を備
えている点で新規な構成を示している。羽根車は、ステ
ータコイルと羽根車との間の隙間を一部分閉じて隙間の
中の圧力を高めるようにするリングを備えることによっ
て軸方向に流体力学的に平衡を保つことができる。
におけるブラシレス直流モータのロータとしても働くも
ので、ハブセクションと、永久磁石を含む少なくとも一
つの円板形シュラウドと、ハブから外方に突き出て流体
汲上げ流路を形成するようにシュラウドの面に固定され
た複数の羽根と、流体を汲上げ流路に供給する手段を備
える羽根車円板を提供することによって達成される。羽
根車円板を備えるポンプは、ハブセクションが流体の流
れを一つ以上の入口から汲上げ流路へステータコイル及
び羽根車円板の開口を通って導くインデューサ手段を備
えている点で新規な構成を示している。羽根車は、ステ
ータコイルと羽根車との間の隙間を一部分閉じて隙間の
中の圧力を高めるようにするリングを備えることによっ
て軸方向に流体力学的に平衡を保つことができる。
前述及びその他の点は、添付図面と合わせて考慮する
とき発明の以下の詳細な説明から明らかになる。
とき発明の以下の詳細な説明から明らかになる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明による遠心ポンプの一つの実施例を示
す略断面立面図であり、 図２は、本発明の遠心ポンプのもう一つの実施例の略
断面立面図であり、 図３は、図１において具体化された遠心ポンプの線３
−３に沿って描いた部分図である。
す略断面立面図であり、 図２は、本発明の遠心ポンプのもう一つの実施例の略
断面立面図であり、 図３は、図１において具体化された遠心ポンプの線３
−３に沿って描いた部分図である。
詳細な説明 図１は、本発明のポンプの一実施例の略断面図であ
り、図１の中心線によって表された垂直中央平面の回り
に横に対称であると見える。ハウジング10は、インデュ
ーサ組立体18、羽根車シュラウド15、回転羽根なしディ
フューザ24及び渦形室13によって接続された吸込み口11
と吐出し口12を備えている。ポンプ流体は、吸込み口11
に入り、インデューサ組立体18の二つの側面に分かれて
通り、間に羽根車羽根21が配置されている羽根車シュラ
ウド15と隣り合わせの羽根との間の空間によって定めら
れた汲上げ流路55（図３に示されている）を通って二つ
の羽根車シュラウド15の間を抜け、回転羽根なしディフ
ューザ24を通過し、次に渦形室13を抜けて吐出し口12に
入る。ディフューザ24と渦形室13の間に少量の高圧流体
が軸方向スラストバランス通路45を通ってフィードバッ
クする。これらの狭い通路45は、二つのステータ14の間
での羽根車シュラウド15の回転に必要な隙間を与え、フ
イードバック流体を入れることによってロータ15がステ
ータ14の間で中央に位置したままになるようにロータ15
のすべての軸方向スラストを打ち消すための流体力学的
釣合を保たせる。軸方向スラストバランスリング16がス
テータ容器17の表面またはハウジング10の突起のいずれ
かの上のバランス通路に設けられる。羽根車シュラウド
15とステータ容器17またはハウジング10の間の軸方向隙
間を狭めることによって、これらのリングは、軸方向ス
ラストバランス性能を高めるバランス通路45内の流体圧
力を高めさせる。
り、図１の中心線によって表された垂直中央平面の回り
に横に対称であると見える。ハウジング10は、インデュ
ーサ組立体18、羽根車シュラウド15、回転羽根なしディ
フューザ24及び渦形室13によって接続された吸込み口11
と吐出し口12を備えている。ポンプ流体は、吸込み口11
に入り、インデューサ組立体18の二つの側面に分かれて
通り、間に羽根車羽根21が配置されている羽根車シュラ
ウド15と隣り合わせの羽根との間の空間によって定めら
れた汲上げ流路55（図３に示されている）を通って二つ
の羽根車シュラウド15の間を抜け、回転羽根なしディフ
ューザ24を通過し、次に渦形室13を抜けて吐出し口12に
入る。ディフューザ24と渦形室13の間に少量の高圧流体
が軸方向スラストバランス通路45を通ってフィードバッ
クする。これらの狭い通路45は、二つのステータ14の間
での羽根車シュラウド15の回転に必要な隙間を与え、フ
イードバック流体を入れることによってロータ15がステ
ータ14の間で中央に位置したままになるようにロータ15
のすべての軸方向スラストを打ち消すための流体力学的
釣合を保たせる。軸方向スラストバランスリング16がス
テータ容器17の表面またはハウジング10の突起のいずれ
かの上のバランス通路に設けられる。羽根車シュラウド
15とステータ容器17またはハウジング10の間の軸方向隙
間を狭めることによって、これらのリングは、軸方向ス
ラストバランス性能を高めるバランス通路45内の流体圧
力を高めさせる。
場合によってはステータ14が容器に入れられないこと
があるので、軸方向スラストバランスリング16の設置の
ために代わりのものを設ける必要がある。そのような場
合には、軸方向スラストバランスリング16をハウジング
10の突起に据え付けることが必要である。ハウジング10
の各半体にはステータ14が中に固定されているドーナツ
形凹部33がある。なお、循環通路20が設計はずれの流量
で円滑なインデューサの作用をするのを確実にするため
に設けられている。
があるので、軸方向スラストバランスリング16の設置の
ために代わりのものを設ける必要がある。そのような場
合には、軸方向スラストバランスリング16をハウジング
10の突起に据え付けることが必要である。ハウジング10
の各半体にはステータ14が中に固定されているドーナツ
形凹部33がある。なお、循環通路20が設計はずれの流量
で円滑なインデューサの作用をするのを確実にするため
に設けられている。
インデューサ組立体18、シュラウド15、羽根車羽根21
及び回転ディフューザ24を備えるロータ組立体は、ラジ
アル磁気軸受35及び補助軸受40の中のシュラウド15の軸
方向延長部の外側に設けられたジャーナルに支持されて
いる。動作中、ロータは、ロータに対して非接触軸受支
持をできるようにするに十分に大きい隙間をもつラジア
ル磁気軸受けによって支持されている。磁気軸受35がロ
ータを支持できなければ、補助軸受40がロータだけの引
き続く非常停止のために設けられており、補助軸受は、
磁気軸受35より小さな隙間を持っている。
及び回転ディフューザ24を備えるロータ組立体は、ラジ
アル磁気軸受35及び補助軸受40の中のシュラウド15の軸
方向延長部の外側に設けられたジャーナルに支持されて
いる。動作中、ロータは、ロータに対して非接触軸受支
持をできるようにするに十分に大きい隙間をもつラジア
ル磁気軸受けによって支持されている。磁気軸受35がロ
ータを支持できなければ、補助軸受40がロータだけの引
き続く非常停止のために設けられており、補助軸受は、
磁気軸受35より小さな隙間を持っている。
羽根車シュラウド15は、それぞれ、モータとして動作
するのに必要な巻線と電気接続を含むステータ14と共同
して使用されるとき、ブラシレス直流モータにおけるロ
ータに必要な永久磁石の周辺列を含んでいる。羽根車シ
ュラウド15が永久磁石を含み、シュラウド15がラジアル
磁気軸受35及び補助軸受40の中に支持されているので、
ハウジング10を貫通する軸を必要とせず、したがって、
軸の摩耗を生ずる可能性があり、終には漏れることにな
る回転軸のシールを必要としない。
するのに必要な巻線と電気接続を含むステータ14と共同
して使用されるとき、ブラシレス直流モータにおけるロ
ータに必要な永久磁石の周辺列を含んでいる。羽根車シ
ュラウド15が永久磁石を含み、シュラウド15がラジアル
磁気軸受35及び補助軸受40の中に支持されているので、
ハウジング10を貫通する軸を必要とせず、したがって、
軸の摩耗を生ずる可能性があり、終には漏れることにな
る回転軸のシールを必要としない。
図２は、本発明のポンプのもう一つの実施例を示して
いる。この場合には、ハウジング10はいくつかの部分か
らなり、二つの吸込み口11を備えている。その他のすべ
て点においては、両ポンプは機能的に同一である。この
ために、構成要素の番号付けは図１において使用された
ものと変わらない。
いる。この場合には、ハウジング10はいくつかの部分か
らなり、二つの吸込み口11を備えている。その他のすべ
て点においては、両ポンプは機能的に同一である。この
ために、構成要素の番号付けは図１において使用された
ものと変わらない。
図３は、図１の線３−３沿って見たロータとハウジン
グの部分略断面図を示している。羽根21はシュラウド15
に取り付けられている。インデューサ組立体18は、羽根
車羽根21とシュラウド15によって定められた汲上げ流路
55を通って半径方向に汲上げる羽根へ流体を送る。ディ
フューザ24は、羽根車羽根21によって占められたものの
半径方向に外側に二つのシュラウド15の間の空間によっ
て輪郭を作られている。ディフューザ24からの加圧流体
が渦形室13から運び去られる。
グの部分略断面図を示している。羽根21はシュラウド15
に取り付けられている。インデューサ組立体18は、羽根
車羽根21とシュラウド15によって定められた汲上げ流路
55を通って半径方向に汲上げる羽根へ流体を送る。ディ
フューザ24は、羽根車羽根21によって占められたものの
半径方向に外側に二つのシュラウド15の間の空間によっ
て輪郭を作られている。ディフューザ24からの加圧流体
が渦形室13から運び去られる。
所定の汲上げ用途のための特定の設計パラメータは、
圧力と体積の要求条件、空間の制約、作動流体の性質及
び吸込み口と吐出し口の所望の向きによって決められ
る。これらの羽根車シュラウド15の直径、二つのシュラ
ウドの間の間隔、したがって羽根車羽根21の巾、必要な
らばディフューザ24の寸法、インデューサ組立体18の寸
法及びポンプハウジングと設計はずれの流量における円
滑なインデューサの作用を確実にする循環通路20の寸法
と形を決める考慮事項である。ステータ14と羽根車シュ
ラウド15はポンプ能力の要求条件にしたがって調和され
ている。ステータ14は、作動流体がステータと共存性が
あるかどうかによって容器17の中に密閉されてもよい
し、されなくてもよい。
圧力と体積の要求条件、空間の制約、作動流体の性質及
び吸込み口と吐出し口の所望の向きによって決められ
る。これらの羽根車シュラウド15の直径、二つのシュラ
ウドの間の間隔、したがって羽根車羽根21の巾、必要な
らばディフューザ24の寸法、インデューサ組立体18の寸
法及びポンプハウジングと設計はずれの流量における円
滑なインデューサの作用を確実にする循環通路20の寸法
と形を決める考慮事項である。ステータ14と羽根車シュ
ラウド15はポンプ能力の要求条件にしたがって調和され
ている。ステータ14は、作動流体がステータと共存性が
あるかどうかによって容器17の中に密閉されてもよい
し、されなくてもよい。
本発明は、コンパクトさの利点、可変速度で電子的に
運転できる能力、シールを必要としない軸なしロータ、
運転中、非接触ラジアル軸受支持、及びロータに対する
流体力学的な軸方向のアキシャルスラストバランスを備
えた一体形遠心ポンプとモータを提供する。これらの利
点は、圧縮流体または非圧縮流体のいずれを汲上げると
きでも得られる。
運転できる能力、シールを必要としない軸なしロータ、
運転中、非接触ラジアル軸受支持、及びロータに対する
流体力学的な軸方向のアキシャルスラストバランスを備
えた一体形遠心ポンプとモータを提供する。これらの利
点は、圧縮流体または非圧縮流体のいずれを汲上げると
きでも得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルソン、リー・ジェイ アメリカ合衆国ペンシルバニア州18077、 リージェルスビル、サミット レイン 45 (56)参考文献 特開 平１−271696（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−84694（ＪＰ，Ｕ) 米国特許2700343（ＵＳ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】吸込み口（11）と吐出し口（12）を持った
内部室を有するハウジング（10）と、 前記室内に作動中非接触軸受によって支えられて１本の
軸線の周りに回転し、作動流体を汲上げるために軸線の
周りに回転できるハブセクションと、中央穴と、前記ハ
ブセクションに支えられ、少なくとも一方が永久磁石を
備える第１及び第２の円板形シュラウド（15）と、前記
軸線に垂直な共通平面内で回転するように前記第１のシ
ュラウドと第２のシュラウドとの間の共通平面内でハブ
セクションから外向きに突き出る複数の羽根車羽根（2
1）によって定められる複数の汲上げ流路（55）とを備
える羽根車と、 前記羽根車を回転駆動するモータのステータコイル（1
4）を備え、前記ステータコイルがステータコイルと羽
根車の間にあって少量の汲上げられた作動流体を受ける
隙間を形成するように前記シュラウド（15）に隣接して
配置され、さらに中に中央開口を有し、作動流体が羽根
車中央開口及びステータコイル中央開口を通過する構成
であり、また 前記隙間に配置され、少量の汲上げられた作動流体を絞
るリング（16）を備え、前記羽根車に軸方向の流体力学
的釣合を保たせる手段と、 ハブセクションと各シュラウドの間にある開口及び前記
開口内にあって羽根車から離れているポンプ部材を備え
たインデューサを備え、作動流体の流れを向かい合った
方向から汲上げ流路の方へ導く手段（18）と を備えた遠心ポンプ。 - 【請求項２】前記各インジューサに隣接して設けられ、
設計はずれの流量に対してインデューサの作用を円滑化
する循環通路（20）をさらに備える請求項１に記載の遠
心ポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US59365590A | 1990-10-04 | 1990-10-04 | |
| US593,655 | 1990-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06502470A JPH06502470A (ja) | 1994-03-17 |
| JP2546943B2 true JP2546943B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=24375592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3518352A Expired - Fee Related JP2546943B2 (ja) | 1990-10-04 | 1991-09-27 | 一体形遠心ポンプとモータ |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0551435B1 (ja) |
| JP (1) | JP2546943B2 (ja) |
| KR (1) | KR0171871B1 (ja) |
| CN (1) | CN1022504C (ja) |
| AU (1) | AU651399B2 (ja) |
| CA (1) | CA2092438C (ja) |
| DE (1) | DE69105211T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992006301A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA917488B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5769069A (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-23 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Low flow-rate pump |
| DE19846737A1 (de) * | 1998-10-12 | 2000-04-20 | Voit Stefan | Elektrisch betreibbares Pumpelement zum Einsatz in einem Kühlsystem sowie Wärmetauscher eines Kühlsystems |
| US6234772B1 (en) * | 1999-04-28 | 2001-05-22 | Kriton Medical, Inc. | Rotary blood pump |
| CN101255868B (zh) * | 2007-12-10 | 2010-11-24 | 兰州理工大学 | 电机内嵌叶片泵 |
| RU2472277C1 (ru) * | 2011-08-10 | 2013-01-10 | Павел Николаевич Манташьян | Магнитный насос |
| US8905729B2 (en) * | 2011-12-30 | 2014-12-09 | Peopleflo Manufacturing, Inc. | Rotodynamic pump with electro-magnet coupling inside the impeller |
| CN112682315A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | 一种双向轴流泵 |
| CN112879313B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-07-01 | 东北石油大学 | 一种机泵一体化的潜油离心泵 |
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| FR591315A (fr) * | 1924-03-06 | 1925-07-02 | Rateau Sa | Dispositif d'équilibrage des pompes et ventilateurs centrifuges et machines analogues |
| GB582036A (en) * | 1944-07-07 | 1946-11-01 | Maldwyn Lewis Thomas | Improved combined pump and electric motor unit |
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