JP6623877B2 - Centrifugal pump - Google Patents

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、遠心ポンプに関するものである。   The present invention relates to a centrifugal pump.

従来、遠心ポンプとしては、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置され、羽根車を回転させることで内部空間側から流通路を介して外部空間側に流体を導出させるものがある。例えば、特許文献１（図２参照）に記載された羽根車は、湾曲しながら径方向に延びる羽根部が周方向に複数設けられ、それら羽根部同士によって流通路が形成されている。   Conventionally, as a centrifugal pump, an impeller having a plurality of flow passages that communicates an inner space at the center of the axis and an outer space outside in the radial direction is arranged inside the pump case, and the inner space is formed by rotating the impeller. In some cases, a fluid is led from the space side to the external space side via a flow passage. For example, in the impeller described in Patent Literature 1 (see FIG. 2), a plurality of blade portions extending in the radial direction while being curved are provided in the circumferential direction, and a flow passage is formed by the blade portions.

特開２０１２−１７７３２０号公報JP 2012-177320 A

しかしながら、上記のような遠心ポンプでは、径方向外側ほど流通路の通路断面積が大きくなってしまうことから、流体の流れの剥離が発生し易く、損失が大きくなり、効率が悪くなるという問題がある。また、単に流通路の通路断面積を一定とした構成では、羽根部の数であって回転体におけるブロックの数（流通路を構成する部材の数、ひいては流通路の数）が少なくなってしまうため、駆動源であるモータの回転次数と重なって大きな振動が発生してしまうという虞がある。   However, in the centrifugal pump as described above, since the passage cross-sectional area of the flow passage becomes larger toward the outside in the radial direction, there is a problem that separation of the flow of the fluid is likely to occur, loss is increased, and efficiency is deteriorated. is there. In addition, in a configuration in which the passage cross-sectional area of the passage is simply constant, the number of blades and the number of blocks (the number of members constituting the passage, and thus the number of passages) in the rotating body are reduced. Therefore, there is a possibility that a large vibration is generated by overlapping with the rotation order of the motor as the driving source.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高効率化及び低振動化を図ることができる遠心ポンプを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a centrifugal pump that can achieve high efficiency and low vibration.

上記課題を解決する遠心ポンプは、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、前記羽根車は、その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、前記床部と前記傘部との間に周方向に複数設けられ径方向に延びる羽根部と、前記床部と前記傘部との間における前記羽根部同士の間に設けられるとともに前記羽根部の径方向内側端部同士の間の前記流通路の通路断面積を減少させることなく設けられ径方向外側に向かうほど幅が大きくなる部位を有した中間羽根部とを備え、前記中間羽根部は、該中間羽根部によって分岐された各流通路における流速を均一に近づけるように、均等位置よりも反回転方向側に配置された。 A centrifugal pump that solves the above-mentioned problem is a centrifugal pump in which an impeller having a plurality of flow passages that communicates an inner space at the center of the shaft and an outer space outside in the radial direction is arranged inside the pump case, The impeller has a floor portion having a mounting hole to which a rotary shaft is fixed at the center of the shaft, and an umbrella portion provided with a fluid introduction hole at the center of the shaft and provided so as to face the floor in the axial direction. A plurality of radially extending blades provided in a circumferential direction between the floor and the umbrella, and a blade provided between the blades between the floor and the umbrella, and An intermediate blade portion having a portion provided without reducing the passage cross-sectional area of the flow passage between radially inner end portions and having a width increasing toward the radially outer side , wherein the intermediate blade portion includes: Each distribution branched by the intermediate blade Flow rate so as to uniformly closer in than the equivalent positions arranged in the counter-rotational direction.

同構成によれば、羽根車は、床部と傘部との間における羽根部同士の間に設けられ径方向外側に向かうほど幅が大きくなる部位を有した中間羽根部を備えるため、径方向外側ほど流通路の通路断面積が大きくなってしまうことを抑えることができ、流体の流れの剥離を抑えることができる。また、中間羽根部は、羽根部の径方向内側端部同士の間の流通路の通路断面積を減少させることなく設けられるため、スペースの狭い径方向内側で流通路の通路断面積を大きく確保することができる。これらのことから、高効率化を図ることができる。また、中間羽根部によって回転体におけるブロックの数（流通路を構成する部材の数、ひいては流通路の数）が多数となるので駆動源であるモータの回転次数と重なって大きな振動が発生してしまうということを抑えることができる。   According to the configuration, the impeller includes the intermediate impeller portion, which is provided between the blade portions between the floor portion and the umbrella portion, and has a portion having a width that increases toward the outside in the radial direction. It is possible to suppress the passage cross-sectional area of the flow passage from becoming larger toward the outside, and it is possible to suppress separation of the fluid flow. In addition, since the intermediate blade portion is provided without reducing the cross-sectional area of the flow passage between the radially inner ends of the blade portion, a large cross-sectional area of the flow passage is secured inside the narrow radial space. can do. From these, higher efficiency can be achieved. In addition, the number of blocks (the number of members constituting the flow passages, and thus the number of flow passages) in the rotating body is increased by the intermediate blades, so that the vibrations overlap with the rotation order of the motor as the driving source, causing large vibration. That can be suppressed.

同構成によれば、中間羽根部は、該中間羽根部によって分岐された各流通路における流速を均一に近づけるように（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されるため、例えば、流速差によって生じる振動等を抑えることができる。
上記遠心ポンプであって、前記中間羽根部は、前記羽根部の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有することが好ましい。
同構成によれば、中間羽根部は、羽根部の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有するため、簡単な構成としながら、羽根部の径方向内側端部同士の間の流通路の通路断面積を減少させないようにすることができる。 According to this configuration, the intermediate blade is disposed on the non-rotational direction side (in which the fluid has a high pressure) so as to make the flow velocity in each of the flow paths branched by the intermediate blade close to uniformity. Vibration or the like caused by the difference can be suppressed.
In the centrifugal pump, it is preferable that the intermediate blade has its own radially inner end radially outside the radially inner end of the blade.
According to this configuration, the intermediate blade portion has its own radially inner end portion in the radially outer side than the radially inner end portion of the blade portion, so that the radially inner end portion of the blade portion has a simple configuration. The passage cross-sectional area of the flow passage between them can be prevented from being reduced.

上記遠心ポンプであって、前記羽根部は、前記床部及び前記傘部のいずれか一方に設けられ、前記中間羽根部は、前記床部及び前記傘部のいずれか他方に設けられることが好ましい。   In the centrifugal pump, it is preferable that the blade is provided on one of the floor and the umbrella, and the intermediate blade is provided on the other of the floor and the umbrella. .

同構成によれば、羽根部は、床部及び傘部のいずれか一方に設けられ、中間羽根部は、床部及び傘部のいずれか他方に設けられるため、例えば、羽根部と中間羽根部とを床部及び傘部のいずれか一方に集中的に設けた場合に比べて、床部と傘部の強度（剛性）を共に高くすることができる。また、例えば、羽根部と中間羽根部とを床部及び傘部のいずれか一方に集中的に設けた場合に比べて、周方向の間隔を広くとれるので成形が容易となる。   According to the configuration, the blade is provided on one of the floor and the umbrella, and the intermediate blade is provided on the other of the floor and the umbrella. The strength (rigidity) of both the floor and the umbrella can be increased as compared with the case where the and are intensively provided on either the floor or the umbrella. Also, for example, compared to a case where the blade portion and the intermediate blade portion are provided intensively on one of the floor portion and the umbrella portion, the interval in the circumferential direction can be widened, so that molding is facilitated.

上記遠心ポンプであって、前記中間羽根部は、その径方向内側端部に径方向外側に向かうほど軸方向高さが高くなる傾斜部を有することが好ましい。
同構成によれば、中間羽根部は、その径方向内側端部に径方向外側に向かうほど軸方向高さが高くなる傾斜部を有するため、径方向内側端部における流体の衝突による損失を低減することができる。よって、更に高効率化を図ることができる。 In the centrifugal pump described above, it is preferable that the intermediate blade portion has, at a radially inner end portion, an inclined portion whose axial height increases toward the radially outward side.
According to this configuration, the intermediate blade has a radially inner end having an inclined portion whose axial height increases toward the radially outer side, thereby reducing loss due to fluid collision at the radially inner end. can do. Therefore, higher efficiency can be achieved.

上記遠心ポンプであって、前記中間羽根部は、前記羽根部同士の間に複数設けられることが好ましい。
同構成によれば、中間羽根部は、羽根部同士の間に複数設けられるため、中間羽根部によって回転体におけるブロックの数（流通路を構成する部材の数、ひいては流通路の数）がより多数となるので駆動源であるモータの回転次数と重なって大きな振動が発生してしまうということを抑えることができる。 In the centrifugal pump, it is preferable that a plurality of the intermediate blades are provided between the blades.
According to this configuration, since a plurality of intermediate blades are provided between the blades, the number of blocks (the number of members constituting the flow passage, and the number of flow passages) in the rotating body is further increased by the intermediate blade. Since the number is large, it is possible to suppress the occurrence of a large vibration that overlaps with the rotation order of the motor as the driving source.

本発明の遠心ポンプでは、高効率化及び低振動化を図ることができる。   In the centrifugal pump of the present invention, high efficiency and low vibration can be achieved.

一実施形態における遠心ポンプの一部断面図。1 is a partial cross-sectional view of a centrifugal pump according to one embodiment. 一実施形態における羽根車の断面図。Sectional drawing of the impeller in one Embodiment. 一実施形態における第１羽根車部材の平面図。The top view of the 1st impeller member in one embodiment. 一実施形態における第１羽根車部材の斜視図。The perspective view of the 1st impeller member in one embodiment. 一実施形態における第２羽根車部材の底面図。The bottom view of the 2nd impeller member in one embodiment. 一実施形態における第２羽根車部材の斜視図。The perspective view of the 2nd impeller member in one embodiment. 別例における羽根車の断面図。Sectional drawing of the impeller in another example. 別例における羽根車の一部断面斜視図。FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view of an impeller in another example. 別例における羽根車の傾斜部を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the inclined part of the impeller in another example. 別例における羽根車の傾斜部を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the inclined part of the impeller in another example. 別例における羽根車の一部断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of an impeller in another example. 別例における羽根車の一部断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of an impeller in another example.

以下、遠心ポンプの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の遠心ポンプは、エアポンプであって、モータ１と、ポンプケース２と、羽根車３とを備えている。 Hereinafter, an embodiment of a centrifugal pump will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the centrifugal pump according to the present embodiment is an air pump, and includes a motor 1, a pump case 2, and an impeller 3.

本実施形態のモータ１は、ブラシレスモータであって、略有底筒状のモータケース４の内周面に固定されたステータ５ａと、該ステータ５ａの内側で回転可能に支持されたロータ５ｂとを有する。なお、本実施形態のモータ１は、ロータ５ｂの磁極数が４極で、ステータ５ａのティース間のスロット数が６スロットのモータとされている。   The motor 1 of the present embodiment is a brushless motor, and includes a stator 5a fixed to an inner peripheral surface of a substantially bottomed cylindrical motor case 4, and a rotor 5b rotatably supported inside the stator 5a. Having. The motor 1 of the present embodiment is a motor in which the rotor 5b has four magnetic poles and the stator 5a has six slots between teeth.

モータケース４の底部４ａ（図１中、上部）の中心には中心孔４ｂが形成され、その中心孔４ｂに軸受６を介してロータ５ｂの回転シャフト７の基端側（図１中、上端側）が支持されている。また、モータケース４の外部に突出した回転シャフト７の基端部（図１中、上端部（底部４ａ側の端部））には、樹脂製の固定リング８を介して環状のセンサマグネット９が固定されている。また、モータケース４の底部４ａには、固定部材１０を介して回路基板１１が固定されている。回路基板１１には、前記センサマグネット９と対向して回転シャフト７の回転（回転角度、回転速度等）を検出する回転センサ１２等の種々の素子が実装されている。   A center hole 4b is formed at the center of the bottom 4a (upper part in FIG. 1) of the motor case 4, and the center hole 4b is provided with a bearing 6 at the base end side (the upper end in FIG. 1) of the rotary shaft 7 of the rotor 5b. Side) is supported. An annular sensor magnet 9 is attached to the base end (the upper end (the end on the bottom 4a side in FIG. 1)) of the rotary shaft 7 protruding outside the motor case 4 via a resin-made fixing ring 8. Has been fixed. A circuit board 11 is fixed to the bottom 4 a of the motor case 4 via a fixing member 10. Various elements such as a rotation sensor 12 that detects the rotation (rotation angle, rotation speed, and the like) of the rotation shaft 7 facing the sensor magnet 9 are mounted on the circuit board 11.

ポンプケース２は、モータケース４の開口端を略閉塞するように固定される第１ケース１３と、該第１ケース１３のモータ１（モータケース４）とは反対側に固定される第２ケース１４とを有する。   The pump case 2 has a first case 13 fixed to substantially close the open end of the motor case 4 and a second case fixed to the first case 13 on the side opposite to the motor 1 (motor case 4). 14.

第１ケース１３の中心には中心孔１３ａが形成され、その中心孔１３ａの内周面に軸受１５を介して前記回転シャフト７の先端側（ポンプケース２側）が支持されている。また、第１ケース１３の第２ケース１４側の端面には、回転シャフト７の軸方向から見て円形の凹部１３ｂが形成されている。また、第１ケース１３の第２ケース１４側の端面における凹部１３ｂの外周側には、渦巻き室構成溝１３ｃが形成されている。   A center hole 13 a is formed at the center of the first case 13, and the distal end side (the pump case 2 side) of the rotary shaft 7 is supported on the inner peripheral surface of the center hole 13 a via a bearing 15. A circular recess 13b is formed in the end surface of the first case 13 on the second case 14 side when viewed from the axial direction of the rotary shaft 7. A spiral chamber forming groove 13c is formed on the outer peripheral side of the concave portion 13b on the end surface of the first case 13 on the second case 14 side.

第２ケース１４の中心には空気導入孔１４ａが形成されている。この空気導入孔１４ａは、前記回転シャフト７の軸方向に沿って貫通し、その径がモータ１側（第１ケース１３側）に向かうほど小さくなるように形成されている。また、第２ケース１４の第１ケース１３側の端面には、回転シャフト７の軸方向から見て円形の凹部１４ｂが形成され、その凹部１４ｂは第１ケース１３の凹部１３ｂと共に羽根車収容部Ｈを構成している。また、第２ケース１４の第１ケース１３側の端面における凹部１４ｂの外周側には、渦巻き室構成溝１４ｃが形成され、その渦巻き室構成溝１４ｃは第１ケース１３の渦巻き室構成溝１３ｃと共に渦巻き室Ｕを構成している。また、第２ケース１４の周方向の一部には、前記羽根車収容部Ｈの径方向外側にある前記渦巻き室Ｕと連通した空気排出筒部１４ｄが形成されている。   An air introduction hole 14a is formed at the center of the second case 14. The air introduction hole 14a penetrates in the axial direction of the rotary shaft 7, and is formed such that its diameter becomes smaller toward the motor 1 side (the first case 13 side). A circular concave portion 14b is formed on the end surface of the second case 14 on the first case 13 side when viewed from the axial direction of the rotary shaft 7, and the concave portion 14b is formed together with the concave portion 13b of the first case 13 with the impeller housing portion. H. A spiral chamber forming groove 14c is formed on the outer surface of the concave portion 14b on the end surface of the second case 14 on the first case 13 side, and the spiral chamber forming groove 14c is formed together with the spiral chamber forming groove 13c of the first case 13. The spiral chamber U is constituted. An air discharge cylinder portion 14d is formed in a part of the second case 14 in the circumferential direction and communicates with the spiral chamber U radially outside the impeller housing portion H.

なお、前記渦巻き室Ｕよりも径方向外側の位置において第１ケース１３の第２ケース１４との合わせ面には環状のシール溝１３ｄが形成され、該シール溝１３ｄには第２ケース１４の合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングＳ１が収容されている。これにより、渦巻き室Ｕを通る流体の合わせ面からの漏れが防止されている。   An annular seal groove 13d is formed on the mating surface of the first case 13 with the second case 14 at a position radially outward from the spiral chamber U, and the second case 14 is mated with the seal groove 13d. A seal ring S1 that is held while being crushed by the surface is housed. As a result, leakage of the fluid passing through the spiral chamber U from the mating surface is prevented.

また、第１ケース１３には、モータ１全体を覆う略有底筒状の密閉ケース１６が固定されている。密閉ケース１６は、その開口端部に径方向外側に延びるフランジ部１６ａを有し、該フランジ部１６ａの複数箇所（図１中、一箇所のみ図示）がフランジ部１６ａを貫通して第１ケース１３に螺合されるねじ１７によって固定されている。また、第１ケース１３におけるフランジ部１６ａとの合わせ面には環状のシール溝１３ｅが形成され、該シール溝１３ｅにはフランジ部１６ａの合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングＳ２が収容されている。これにより、第１ケース１３とフランジ部１６ａとの合わせ面からの空気の漏れが防止されている。また、密閉ケース１６の底部１６ｂには、配線用孔１６ｃが形成されている。配線用孔１６ｃには、配線１８を通しつつ配線用孔１６ｃからの空気の漏れを防止するシールゴム部材１９が嵌着されている。なお、配線１８は、外部の制御装置や電源装置と回路基板１１やステータ５ａの巻線とを電気的に接続するものである。   The first case 13 is fixed with a substantially closed-end cylindrical closed case 16 that covers the entire motor 1. The closed case 16 has a flange portion 16a extending radially outward at an open end thereof, and a plurality of portions (only one portion is shown in FIG. 1) of the flange portion 16a penetrate through the flange portion 16a to form the first case. It is fixed by a screw 17 screwed to 13. An annular seal groove 13e is formed on the mating surface of the first case 13 with the flange 16a, and the seal groove 13e accommodates a seal ring S2 crushed and held by the mating surface of the flange 16a. ing. This prevents air from leaking from the mating surface between the first case 13 and the flange portion 16a. A wiring hole 16c is formed in the bottom 16b of the sealed case 16. A seal rubber member 19 that prevents air from leaking from the wiring hole 16c while passing through the wiring 18 is fitted in the wiring hole 16c. The wiring 18 electrically connects an external control device or power supply to the circuit board 11 or the windings of the stator 5a.

羽根車３は、羽根車収容部Ｈ内に突出した前記回転シャフト７の先端部（ポンプケース２側端部）と一体回転可能に固定されて羽根車収容部Ｈ内に配置される。羽根車３は、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間（渦巻き室Ｕ）とを連通する複数の流通路２０を有し、回転されることで空気導入孔１４ａから導入された流体としての空気を内部空間側から流通路２０を介して外部空間（渦巻き室Ｕ）側に導出させ、ひいては空気排出筒部１４ｄから空気を噴射させる。   The impeller 3 is fixed to the tip end (the end on the pump case 2 side) of the rotary shaft 7 protruding into the impeller housing H so as to be integrally rotatable and arranged in the impeller housing H. The impeller 3 has a plurality of flow passages 20 communicating the inner space at the center of the shaft and the outer space (swirl chamber U) radially outward, and the fluid introduced from the air introduction hole 14a by being rotated. Is drawn out from the internal space side to the external space (swirl chamber U) through the flow passage 20, and the air is then ejected from the air discharge cylinder 14d.

詳しくは、図１〜図４に示すように、羽根車３は、その軸中心に回転シャフト７が固定される取付孔２１ａを有する略円盤状の床部２１と、その床部２１から軸方向に延びて設けられた周方向に複数（本実施形態では１１個）の中間羽根部２２とを有する第１羽根車部材２３を備える。   More specifically, as shown in FIGS. 1 to 4, the impeller 3 has a substantially disc-shaped floor portion 21 having a mounting hole 21 a to which the rotating shaft 7 is fixed at the axial center thereof, and an axial direction from the floor portion 21. And a first impeller member 23 having a plurality (11 in the present embodiment) of intermediate blade portions 22 extending in the circumferential direction.

また、図１、図５及び図６に示すように、羽根車３は、その軸中心に流体導入孔２４ａが設けられ、前記床部２１と軸方向に対向するように設けられる略円盤状の傘部２４と、その傘部２４から軸方向に延びて設けられた周方向に複数の羽根部２５とを有する第２羽根車部材２６を備える。本実施形態の傘部２４は、径方向内側（内部空間側）から径方向外側（外部空間側）に向かうにつれ、床部２１に近づくように形成されている。   As shown in FIGS. 1, 5 and 6, the impeller 3 is provided with a fluid introduction hole 24 a at the center of its axis, and is formed in a substantially disk shape provided so as to face the floor 21 in the axial direction. A second impeller member 26 having an umbrella portion 24 and a plurality of blade portions 25 extending in the axial direction from the umbrella portion 24 in the circumferential direction is provided. The umbrella portion 24 of the present embodiment is formed so as to approach the floor portion 21 from the radially inner side (the inner space side) to the radially outer side (the outer space side).

詳しくは、前記羽根部２５は、傘部２４から立設されて該傘部２４と床部２１との間に配置されている。また、羽根部２５は、径方向外側に向かって反回転方向側に湾曲しながら、傘部２４の流体導入孔２４ａから傘部２４の外縁まで径方向に延びて形成されている。また、羽根部２５は、径方向両端部のみ端部に向かうほど幅が小さくなるように形成され、その中間部位（径方向両端部以外）は幅が一定とされている。   Specifically, the blade 25 is provided upright from the umbrella 24 and is disposed between the umbrella 24 and the floor 21. In addition, the blade portion 25 is formed so as to extend in the radial direction from the fluid introduction hole 24a of the umbrella portion 24 to the outer edge of the umbrella portion 24 while bending outward in the radial direction and in the anti-rotational direction. Further, the blade portion 25 is formed such that the width becomes smaller toward both ends in only the radially opposite end portions, and the width thereof is constant at an intermediate portion thereof (other than the radially opposite end portions).

また、前記中間羽根部２２は、床部２１から立設されて該床部２１と傘部２４との間における前記羽根部２５同士の間（図２参照）に配置されている。また、中間羽根部２２は、羽根部２５の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有することで、羽根部２５の径方向内側端部同士の間の流通路２０の通路断面積を減少させることなく設けられている。また、中間羽根部２２は、径方向外側に向かって反回転方向側に湾曲しながら床部２１の外縁まで径方向に延びるとともに、径方向外側に向かうほど幅が大きくなるようにその全体が形成されている。   The intermediate blade portion 22 is provided upright from the floor portion 21 and disposed between the blade portions 25 between the floor portion 21 and the umbrella portion 24 (see FIG. 2). Further, the intermediate blade portion 22 has its own radially inner end portion radially outside the radially inner end portion of the blade portion 25, so that the flow passage between the radially inner end portions of the blade portion 25 is formed. 20 are provided without reducing the cross-sectional area of the passage. The intermediate blade portion 22 extends in the radial direction to the outer edge of the floor portion 21 while curving toward the outer side in the anti-rotational direction toward the outside in the radial direction, and has a whole width that increases toward the outside in the radial direction. Have been.

また、中間羽根部２２（中間羽根部２２の径方向内側端部）は、該中間羽根部２２によって分岐された（径方向外側の）各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置（羽根部２５同士の中間位置）よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されている。言い換えると、図２に示すように、本実施形態の中間羽根部２２の径方向内側端部と反回転方向側の羽根部２５との距離Ａ１は、中間羽根部２２の径方向内側端部と回転方向側の羽根部２５との距離Ａ２よりも僅かに小さくなるように設定されている。   The intermediate blades 22 (radially inner ends of the intermediate blades 22) are positioned at uniform positions so that the flow velocity in each of the (radially outer) flow passages 20 branched by the intermediate blades 22 is made uniform. It is arranged on the anti-rotational direction side (where the fluid has a high pressure) than (an intermediate position between the blade portions 25). In other words, as shown in FIG. 2, the distance A1 between the radially inner end of the intermediate blade 22 of the present embodiment and the blade 25 on the anti-rotational direction side is equal to the radially inner end of the intermediate blade 22. The distance is set to be slightly smaller than the distance A2 from the blade 25 on the rotation direction side.

次に、上記のように構成された遠心ポンプの作用について説明する。
モータ１に電源が供給されると、ロータ５ｂが回転駆動され、ロータ５ｂと共に羽根車３が一体回転される。すると、ポンプケース２の空気導入孔１４ａを介して羽根車３の軸中心の内部空間に空気が導入されるとともにその内部空間側から流通路２０を介して羽根車３の径方向外側の外部空間側であって渦巻き室Ｕに空気が導出される。すると、羽根車３の径方向外側の渦巻き室Ｕにおいて空気の圧力が高まり、ポンプケース２の空気排出筒部１４ｄから空気が噴射される。 Next, the operation of the centrifugal pump configured as described above will be described.
When power is supplied to the motor 1, the rotor 5b is driven to rotate, and the impeller 3 rotates integrally with the rotor 5b. Then, air is introduced into the inner space of the axial center of the impeller 3 through the air introduction hole 14 a of the pump case 2, and the outer space radially outside the impeller 3 through the flow passage 20 from the inner space side. The air is led out to the swirl chamber U on the side. Then, the pressure of the air increases in the spiral chamber U on the radially outer side of the impeller 3, and the air is ejected from the air discharge cylinder 14 d of the pump case 2.

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）羽根車３は、床部２１と傘部２４との間における羽根部２５同士の間に設けられ径方向外側に向かうほど幅が大きくなる中間羽根部２２を備えるため、径方向外側ほど流通路２０の通路断面積が大きくなってしまうことを抑えることができ、流体である空気の流れの（流通路２０の側面からの）剥離を抑えることができる。また、中間羽根部２２は、羽根部２５の径方向内側端部同士の間の流通路２０の通路断面積を減少させることなく設けられるため、スペースの狭い径方向内側で流通路２０の通路断面積を大きく確保することができる。これらのことから、高効率化を図ることができる。また、中間羽根部２２によって回転体におけるブロックの数（流通路２０を構成する部材の数、ひいては流通路２０の数）が多数となるので駆動源であるモータ１の回転次数と重なって大きな振動が発生してしまうということを抑えることができる。 Next, the characteristic effects of the above embodiment will be described below.
(1) The impeller 3 includes the intermediate blade portion 22 that is provided between the blade portions 25 between the floor portion 21 and the umbrella portion 24 and that has a larger width toward the outside in the radial direction. It is possible to suppress the passage cross-sectional area of the flow passage 20 from becoming large, and it is possible to suppress separation of the flow of air as a fluid (from the side surface of the flow passage 20). Further, since the intermediate blade portion 22 is provided without reducing the passage cross-sectional area of the flow passage 20 between the radially inner ends of the blade portions 25, the passage cutoff of the flow passage 20 at the radially inner side where the space is narrow is provided. A large area can be secured. From these, higher efficiency can be achieved. Further, since the number of blocks (the number of members constituting the flow passages 20 and the number of flow passages 20) in the rotating body is increased by the intermediate blade portion 22, the vibration order overlaps with the rotation order of the motor 1 which is the driving source, and a large vibration is generated. Can be suppressed.

（２）中間羽根部２２は、羽根部２５の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有するため、簡単な構成としながら、羽根部２５の径方向内側端部同士の間の流通路２０の通路断面積を減少させないようにすることができる。   (2) Since the intermediate blade portion 22 has its own radially inner end portion in the radially outer side than the radially inner end portion of the blade portion 25, the intermediate blade portion 22 has a simple configuration and has a radially inner end portion of the blade portion 25. The passage cross-sectional area of the flow passage 20 between them can be prevented from being reduced.

（３）羽根部２５は、傘部２４に設けられ、中間羽根部２２は、床部２１に設けられるため、例えば、羽根部と中間羽根部とを床部及び傘部のいずれか一方に集中的に設けた場合に比べて、床部２１と傘部２４の強度（剛性）を共に高くすることができる。また、例えば、羽根部と中間羽根部とを床部及び傘部のいずれか一方に集中的に設けた場合に比べて、周方向の間隔を広くとれるので成形が容易となる。   (3) Since the blade 25 is provided on the umbrella 24 and the intermediate blade 22 is provided on the floor 21, for example, the blade and the intermediate blade are concentrated on one of the floor and the umbrella. The strength (rigidity) of both the floor portion 21 and the umbrella portion 24 can be increased as compared with the case where the umbrella portion is provided. Also, for example, compared to a case where the blade portion and the intermediate blade portion are provided intensively on one of the floor portion and the umbrella portion, the interval in the circumferential direction can be widened, so that molding is facilitated.

（４）中間羽根部２２は、該中間羽根部２２によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置（羽根部２５同士の中間位置）よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されるため、例えば、流速差によって生じる振動等を抑えることができる。   (4) The intermediate blade portion 22 has a higher fluid pressure than the equal position (the intermediate position between the blade portions 25) so that the flow velocity in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 22 is made uniform. ) Since it is arranged on the anti-rotational direction side, for example, vibration or the like caused by a flow velocity difference can be suppressed.

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、中間羽根部２２は、羽根部２５の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有する構成としたが、羽根部２５の径方向内側端部同士の間の流通路２０の通路断面積を減少させないように設けられれば、他の構成に変更してもよい。 The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the intermediate blade portion 22 has its own radially inner end portion radially outside the radially inner end portion of the blade portion 25. However, the radially inner end portion of the blade portion 25 has been described. If provided so as not to reduce the cross-sectional area of the flow passage 20 between them, another configuration may be used.

例えば、図７〜図９に示すように、変更してもよい。この例では、中間羽根部３１は、その径方向内側端部に径方向外側に向かうほど軸方向高さが高くなる傾斜部３１ａを有することで、その径方向内側端部が羽根部２５の径方向内側端部と同じ径方向位置（羽根車３の中心から等距離）に配置されながらも、羽根部２５の径方向内側端部同士の間の流通路２０の通路断面積を減少させない構成とされている。なお、この例では、図９に示すように、傾斜部３１ａは、側方から見て湾曲した形状とされている。また、傾斜部３１ａは、中間羽根部３１の径方向内側端部から床部２１の外縁寄りまで形成され、外縁寄りの中間羽根部３１は、傘部２４と当接するように形成されている。このようにしても、上記実施形態の効果（１）と同様の効果を得ることができる。また、このようにすると、傾斜部３１ａによって、径方向内側端部における流体の衝突による損失を低減することができる。よって、更に高効率化を図ることができる。なお、前記傾斜部３１ａは、図１０に示すように、側方から見て直線的な（一定の割合で高くなる）形状の傾斜部３１ｂに変更してもよい。   For example, it may be changed as shown in FIGS. In this example, the intermediate blade portion 31 has an inclined portion 31a whose axial height increases toward the outside in the radial direction at the radially inner end portion, so that the radially inner end portion has the diameter of the blade portion 25. A configuration in which the cross-sectional area of the flow passage 20 between the radially inner ends of the blades 25 is not reduced while being arranged at the same radial position as the radially inner end (equal distance from the center of the impeller 3). Have been. In this example, as shown in FIG. 9, the inclined portion 31a has a curved shape when viewed from the side. The inclined portion 31 a is formed from the radially inner end of the intermediate blade portion 31 to the outer edge of the floor portion 21, and the intermediate blade portion 31 near the outer edge is formed to contact the umbrella portion 24. Even in this case, the same effect as the effect (1) of the above embodiment can be obtained. Further, in this case, the loss due to the collision of the fluid at the radially inner end can be reduced by the inclined portion 31a. Therefore, higher efficiency can be achieved. As shown in FIG. 10, the inclined portion 31a may be changed to a linear (increased at a fixed rate) inclined portion 31b when viewed from the side.

・上記実施形態では、中間羽根部２２は、周方向に隣り合う羽根部２５同士の間に１つのみ設けられる構成としたが、これに限定されず、羽根部同士の間に複数設けられた構成としてもよい。   -In above-mentioned embodiment, although it was set as the structure in which only one intermediate blade part 22 was provided between the blade parts 25 adjacent in the circumferential direction, it is not limited to this, and a plurality of intermediate blade parts 22 were provided between the blade parts. It may be configured.

例えば、図１１に示すように、周方向に隣り合う羽根部２５同士の間に３つの中間羽根部３２〜３４が設けられた構成としてもよい。
この例では、周方向の中間位置にある中間羽根部３２は、羽根部２５の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有し、その径方向内側端部は、３つの中間羽根部３２〜３４の内で最も径方向内側に配置されている。そして、この中間羽根部３２は、該中間羽根部３２によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置（羽根部２５同士の中間位置）よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されている。言い換えると、この中間羽根部３２の径方向内側端部と反回転方向側の羽根部２５との距離Ａ３は、この中間羽根部３２の径方向内側端部と回転方向側の羽根部２５との距離Ａ４よりも僅かに小さくなるように設定されている。 For example, as shown in FIG. 11, a configuration in which three intermediate blade portions 32 to 34 are provided between the blade portions 25 adjacent in the circumferential direction may be adopted.
In this example, the intermediate blade portion 32 at the intermediate position in the circumferential direction has its own radial inner end portion in the radially outer side than the radial inner end portion of the blade portion 25, and the radial inner end portion is , Among the three intermediate blades 32 to 34, are arranged radially inward. Then, the intermediate blade portion 32 (the fluid has a higher pressure than the equal position (the intermediate position between the blade portions 25)) so that the flow velocity in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 32 is made uniform. ) It is arranged on the anti-rotation direction side. In other words, the distance A3 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 32 and the blade portion 25 on the non-rotational direction side is equal to the distance A3 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 32 and the blade portion 25 on the rotational direction side. The distance is set to be slightly smaller than the distance A4.

また、中間羽根部３２に対して反回転方向側の位置にある中間羽根部３３は、その径方向内側端部が周方向の中間位置にある中間羽根部３２よりも径方向外側に配置されている。この中間羽根部３３は、径方向外側に向かうほど幅が大きくなるように形成されている。また、この中間羽根部３３は、該中間羽根部３３によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置（反回転方向側の羽根部２５と周方向の中間位置にある中間羽根部３２との中間位置）よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されている。言い換えると、この中間羽根部３３の径方向内側端部と反回転方向側の羽根部２５との距離Ａ５は、この中間羽根部３３の径方向内側端部と周方向の中間位置にある中間羽根部３２との距離Ａ６よりも小さくなるように設定されている。   Further, the intermediate blade portion 33 at the position on the anti-rotation direction side with respect to the intermediate blade portion 32 has its radially inner end disposed radially outside of the intermediate blade portion 32 at the intermediate position in the circumferential direction. I have. The intermediate blade portion 33 is formed such that the width increases toward the outside in the radial direction. In addition, the intermediate blade portion 33 is located at an equal position (an intermediate position in the circumferential direction with the blade portion 25 on the anti-rotation direction side) so that the flow velocity in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 33 is made uniform. It is arranged on the anti-rotational direction side (where the fluid has a high pressure) with respect to an intermediate position with the intermediate blade part 32). In other words, the distance A5 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 33 and the blade portion 25 on the non-rotational direction side is the intermediate blade located at a position intermediate between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 33 and the circumferential direction. The distance is set to be smaller than the distance A6 from the portion 32.

また、中間羽根部３２に対して回転方向側の位置にある中間羽根部３４は、その径方向内側端部が反回転方向側の位置にある中間羽根部３３よりも径方向外側に配置されている。この中間羽根部３４は、該中間羽根部３４によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置（回転方向側の羽根部２５と周方向の中間位置にある中間羽根部３２との中間位置）よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されている。言い換えると、この中間羽根部３４の径方向内側端部と周方向の中間位置にある中間羽根部３２との距離Ａ７は、この中間羽根部３４の径方向内側端部と回転方向側の羽根部２５との距離Ａ８よりも僅かに小さくなるように設定されている。   Further, the intermediate blade portion 34 located at a position on the rotation direction side with respect to the intermediate blade portion 32 has its radially inner end disposed radially outside the intermediate blade portion 33 located at a position on the opposite rotation direction side. I have. The intermediate blade portion 34 is positioned at an equal position (the intermediate blade portion located at an intermediate position in the circumferential direction from the blade portion 25 on the rotation direction side) so that the flow velocity in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 34 approaches uniform. 32 (intermediate position with respect to 32) (in which the fluid has a high pressure). In other words, the distance A7 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 34 and the intermediate blade portion 32 at the intermediate position in the circumferential direction is equal to the radially inner end portion of the intermediate blade portion 34 and the blade portion on the rotation direction side. The distance A8 is set to be slightly smaller than the distance A8 from the distance 25.

このようにしても、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。また、このようにすると、中間羽根部３２〜３４は、羽根部２５同士の間に複数設けられるため、中間羽根部３２〜３４によって回転体におけるブロックの数（流通路２０を構成する部材の数、ひいては流通路２０の数）がより多数となるので駆動源であるモータ１の回転次数と重なって大きな振動が発生してしまうということをより抑えることができる。また、振動による騒音（ノイズ）の発生も抑えることができる。   Even in this case, effects similar to the effects of the above embodiment can be obtained. In addition, in this case, since the intermediate blades 32 to 34 are provided in plurality between the blades 25, the number of blocks (the number of members constituting the flow passage 20) in the rotating body is determined by the intermediate blades 32 to 34. Therefore, the number of flow passages 20) is increased, so that it is possible to further suppress the occurrence of a large vibration due to the overlap with the rotation order of the motor 1 as the driving source. Further, generation of noise (noise) due to vibration can be suppressed.

また、例えば、図１２に示すように、周方向に隣り合う羽根部２５同士の間に２つの中間羽根部３５，３６が設けられた構成としてもよい。
この例では、反回転方向側の位置にある中間羽根部３５は、羽根部２５の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有し、その径方向内側端部は、回転方向側の中間羽根部３６の径方向内側端部よりも径方向内側に配置されている。そして、この中間羽根部３５は、該中間羽根部３５によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されている。言い換えると、この中間羽根部３５の径方向内側端部と反回転方向側の羽根部２５との距離Ａ９は、この中間羽根部３５の径方向内側端部と回転方向側の羽根部２５との距離Ａ１０の２分の１よりも小さくなるように設定されている。 Further, for example, as shown in FIG. 12, a configuration in which two intermediate blade portions 35 and 36 are provided between the blade portions 25 adjacent in the circumferential direction may be adopted.
In this example, the intermediate blade portion 35 at the position on the anti-rotational direction side has its own radially inner end portion radially outside the radially inner end portion of the blade portion 25, and the radially inner end portion thereof. Are disposed radially inward of the radially inner end of the intermediate blade portion 36 on the rotation direction side. The intermediate blade portion 35 is disposed on the anti-rotational direction side (where the fluid becomes high pressure) from the uniform position so that the flow speed in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 35 is made uniform. I have. In other words, the distance A9 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 35 and the blade portion 25 on the anti-rotation direction side is equal to the distance A9 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 35 and the blade portion 25 on the rotation direction side. The distance is set to be smaller than one half of the distance A10.

また、回転方向側の位置にある中間羽根部３６は、径方向外側に向かうほど幅が大きくなるように形成されている。この中間羽根部３６は、該中間羽根部３６によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されている。言い換えると、この中間羽根部３６の径方向内側端部と反回転方向側の位置にある中間羽根部３５との距離Ａ１１は、この中間羽根部３６の径方向内側端部と回転方向側の羽根部２５との距離Ａ１２よりも小さくなるように設定されている。   Further, the intermediate blade portion 36 at the position on the rotation direction side is formed such that the width increases toward the outside in the radial direction. The intermediate blade portion 36 is disposed on the anti-rotational direction side (where the fluid becomes high pressure) from the uniform position so that the flow velocity in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 36 becomes nearly uniform. In other words, the distance A11 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 36 and the intermediate blade portion 35 at the position opposite to the rotation direction is determined by the distance A11 between the radially inner end portion of the intermediate blade portion 36 and the rotary blade side. The distance is set to be smaller than the distance A12 from the part 25.

このようにしても、上記別例（図１１参照）の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、羽根部２５は傘部２４に設けられ、中間羽根部２２は床部２１に設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、羽根部を床部に設けつつ中間羽根部を傘部に設けてもよい。また、例えば、羽根部と中間羽根部とを床部及び傘部のいずれか一方に集中的に設けてもよい。 Even in this case, an effect similar to the effect of the above-described another example (see FIG. 11) can be obtained.
-In above-mentioned embodiment, although the blade | blade part 25 was provided in the umbrella part 24 and the intermediate | middle blade part 22 was provided in the floor part 21, it is not limited to this. The part may be provided on the umbrella part. Further, for example, the blade portion and the intermediate blade portion may be provided intensively on one of the floor portion and the umbrella portion.

・上記実施形態では、中間羽根部２２は、該中間羽根部２２によって分岐された各流通路２０における流速を均一に近づけるように、均等位置（羽根部２５同士の中間位置）よりも（流体が高圧となる）反回転方向側に配置されるとしたが、これに限定されず、均等位置に配置してもよい。   In the above-described embodiment, the intermediate blade portion 22 has a higher fluid flow than the equal position (the intermediate position between the blade portions 25) so that the flow velocity in each of the flow passages 20 branched by the intermediate blade portion 22 becomes uniform. Although it is arranged on the anti-rotation direction side (which becomes high pressure), it is not limited to this, and it may be arranged at an equal position.

・上記実施形態では、モータ１は、４極６スロットのモータであるとしたが、これに限定されず、例えば、８極１２スロット等、異なる磁極数やスロット数のモータとしてもよい。   In the above embodiment, the motor 1 is a motor having 4 poles and 6 slots. However, the motor 1 is not limited to this, and may be a motor having a different number of magnetic poles or slots, such as 8 poles and 12 slots.

・上記実施形態では、傘部２４は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれ、床部２１に近づくように形成されるとしたが、これに限定されず、例えば、傘部２４を床部２１と平行になるように形成してもよい。   In the above embodiment, the umbrella portion 24 is formed so as to approach the floor portion 21 from the radially inner side to the radially outer side. However, the present invention is not limited to this. 21 may be formed in parallel.

・上記実施形態の羽根部２５や中間羽根部２２の数は、他の数に変更してもよい。
・上記実施形態では、遠心ポンプを、エアポンプとしたが、これに限定されず、液体用等の他の流体用の遠心ポンプとして具体化してもよい。 -The number of the blades 25 and the intermediate blades 22 in the above embodiment may be changed to another number.
In the above embodiment, the centrifugal pump is an air pump, but is not limited thereto, and may be embodied as a centrifugal pump for another fluid such as a liquid.

２…ポンプケース、３…羽根車、７…回転シャフト、２０…流通路、２１…床部、２１ａ…取付孔、２２，３１〜３６…中間羽根部、２４…傘部、２４ａ…流体導入孔、２５…羽根部、３１ａ，３１ｂ…傾斜部。   2 pump case, 3 impeller, 7 rotating shaft, 20 flow path, 21 floor, 21a mounting hole, 22, 31-36 intermediate blade, 24 umbrella, 24a fluid introduction hole , 25 ... blade part, 31a, 31b ... inclined part.

Claims (5)

その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、
前記羽根車は、
その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、
その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、
前記床部と前記傘部との間に周方向に複数設けられ径方向に延びる羽根部と、
前記床部と前記傘部との間における前記羽根部同士の間に設けられるとともに前記羽根部の径方向内側端部同士の間の前記流通路の通路断面積を減少させることなく設けられ径方向外側に向かうほど幅が大きくなる部位を有した中間羽根部と
を備え、
前記中間羽根部は、該中間羽根部によって分岐された各流通路における流速を均一に近づけるように、均等位置よりも反回転方向側に配置されたことを特徴とする遠心ポンプ。 A centrifugal pump in which an impeller having a plurality of flow passages communicating the inner space at the center of the shaft and the outer space outside in the radial direction is arranged inside the pump case,
The impeller is
A floor having a mounting hole to which the rotating shaft is fixed at the center of the axis,
An umbrella portion provided with a fluid introduction hole in the center of the shaft and provided so as to face the floor portion in the axial direction,
A plurality of blades provided in the circumferential direction between the floor portion and the umbrella portion and extending in the radial direction;
A radial direction is provided between the blade portions between the floor portion and the umbrella portion and is provided without reducing a cross-sectional area of the flow passage between radial inner ends of the blade portions. An intermediate blade portion having a portion whose width increases toward the outside ,
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the intermediate blade portion is disposed on the side opposite to the rotation direction from the uniform position so as to make the flow velocity in each of the flow paths branched by the intermediate blade portion uniform . 請求項１に記載の遠心ポンプであって、
前記中間羽根部は、前記羽根部の径方向内側端部よりも径方向外側に自身の径方向内側端部を有することを特徴とする遠心ポンプ。 The centrifugal pump according to claim 1, wherein
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the intermediate blade has its own radially inner end radially outside the radially inner end of the blade. 請求項１又は２に記載の遠心ポンプであって、
前記羽根部は、前記床部及び前記傘部のいずれか一方に設けられ、
前記中間羽根部は、前記床部及び前記傘部のいずれか他方に設けられたことを特徴とする遠心ポンプ。 The centrifugal pump according to claim 1 or 2,
The wing portion is provided on one of the floor portion and the umbrella portion,
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the intermediate blade section is provided on one of the floor section and the umbrella section. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の遠心ポンプであって、
前記中間羽根部は、その径方向内側端部に径方向外側に向かうほど軸方向高さが高くなる傾斜部を有することを特徴とする遠心ポンプ。 The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 3, wherein
The centrifugal pump according to claim 1, wherein the intermediate blade portion has a radially inner end portion having an inclined portion whose axial height increases toward the radially outward side. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の遠心ポンプであって、
前記中間羽根部は、前記羽根部同士の間に複数設けられることを特徴とする遠心ポンプ。 The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 4 , wherein
A centrifugal pump wherein a plurality of the intermediate blades are provided between the blades.
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