JPH03253772A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体搬送装置における駆動源７羽根車の一体
構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６２−２５８１８５号公報に記載
のように、流路の外側にポンプ駆動用流路を設は水車羽
根を回転させ、この回転力を駆動力としてポンプ羽根を
回転して揚水を行なっていた。

また、コロナ社、「流体機械」ｐ５５に掲載のように、
ポンプ主軸と流体の流れ方向が同一である軸流ポンプで
は、駆動源であるモータは流路の外側、すなわち配管外
側に設けられていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、羽根車駆動用モータと羽根
車を一体構造にし、流路中に、直接、設置した。

また、必要であれば駆動用電源も一体構造の中に組み込
んだ。

さらに、ポンプと発電機の両方の目的で使用するため、
ポンプとして使用する時は、モータを羽根車駆動用モー
タとして用い、発電機として使用する時は、モータを発
電機として用いた。

高温、低温流体中で用いる時は冷却、加熱機能を付与し
た。

効率の向上のためには、羽根車の羽根角度９回転速度９
機械本体の向きを可変にした。

高性能化、高信頼性の達成のためには、電源と直接接続
せずに動作可能なモータ、セラミックで製造した羽根車
、蓄電機能のある電源を用いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、駆動源を流路とは別の位置に設けるた
め、装置全体が大きくなってしまう問題があった。例え
ば、特開昭６２−２５８１８５号公報では水車羽根やポ
ンプ駆動用流路を設けなければならないし、「流体機械
」軸流ポンプでは、配管外側にモータを設けるため、装
置の小形化を図る上でネックになってしまう。また、軸
流ポンプはシャフトが長くなるため、振動防止のための
軸受を流路中に数カ所設ける必要がある。

本発明の目的は、ポンプ構造を簡素にし小型化を図るこ
とにより、任意の場所に容易に設置可能なポンプを提供
することにある。

本発明の他の目的は、冷却、加熱の機能をもつことによ
り任意温度の流体条件下で使用可能な流体機械を提供す
ることにある。

〔作用〕

モータや電源を一体型にすることにより、シャフトを短
くすることができ、装置が簡素で小型化が可能になる。

また、モータを電源によって回転させれば、羽根車をポ
ンプ羽根として用いることができ、揚水が可能なポンプ
となる。一方、水流によって羽根車を回転させれば、モ
ータが発電機となり発電が可能となる。

冷却、加熱機能は、流体機械中の各部品を運転最適条件
に保持し、良好な運転を達成する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。第２
図は壁面９で囲まれた流路内に本発明による流体機械を
設置したものである。本流体機械は固定柱８によって壁
面９に固定されたケーシング１内に羽根車７を回転する
動力としてモータがあり、モータ固定子４はケーブル３
を介して電源２より電気を得、モータ回転子５を回転さ
せる。

モータ回転子５の回転はシャフト６を介し羽根車７に伝
わり、羽根車７を回転させる。ここで羽根車７にスクリ
ューやポンプインペラを用いれば、羽根車の回転方向に
応じて流体を一方向に押し出す。これにより揚水が可能
となりポンプとしての性能をもつことになる。第２図の
場合、電源２は機械本体とは別に流路の外側に設置し、
固定柱８内のケーブル３を通してモータに電気を送る方
法である。

第３図は、電源２を本体内に収めたタイプの本発明流体
機械である。近年、電池性能も向上し、小型で強力なも
のが開発されているが、これら電池類を電源２として本
体と一体にしてしまえば、流路外側に電源等の設備を設
ける必要がなく、装置全体が小型になるとともに、任意
の場所に本流体機械を設置することが可能になる。

以上第２図、第３図のタイプにおいては、モータや電源
２をケーシング１に収め流体中に設置することから、流
体が冷却材としても働き、装置全体の発熱を取り去るこ
とができる。また、シャツト６が短くできるため、軸受
の数も少なくでき摩擦熱等による熱のロスを小さくする
ことができる。

さらに、一体構造であること、シャフトが短くてすむこ
と、電源２やモータも小型で高性能なものにすることに
より、装置全体の小型化が図れ任意の場所への設置や携
帯用としての用途が考えられ、多方面への適用が可能と
なる。

第１図は、高温もしくと低温流体中で用いる場合の本装
置構成図である。例えば高温流体中で用いる時には流体
を冷却材として用いることができないため、電源２．モ
ータをカバー１０内に収め、冷却材循環器１１から循環
配管１２を通ってケーシングｌ内を循環する冷却材によ
り、モータや電源を冷却する。

以上述べたように、本流体機械は小型に製作可能であり
、任意の場所で用いることができ、かつ、任意の条件（
ｅｘ、高温中や常温中）でも使用できる。

第４図以降は、実際の製品に用いた例である。

第４図は、業務用や家庭用で用いるホースに本発明を用
いた例である。水槽１５にホース１４端部を沈め、水槽
１５中やホース１４中間部に本発明を設ければ、水槽１
５中の水をノズル１６から噴射することができ、すなわ
ち、水槽中の流体を他へ移送することができる。

第５図は揚水発電に用いた例である。第１図。

第２図および第３図に示した本発明で、モータを発電機
としても用いれば、揚水発電が可能になる。

すなわち、余剰電力を利用して本発明流体機械２０をポ
ンプとして用い、放水路上９の水を水圧管１８を通して
」二水槽１７に揚水する。一方、発電の際には、第１図
に示すモータを発電機として用いて発電する。すなわち
、上水槽１７から放水路１９に水を流し水の位置エネル
ギにより、流体機械２０の羽根車（第１図２羽根車７）
を回転させる。羽根車７の回転はシャフト６を伝わりモ
ータ回転子を強勢回転させる。その結果、モータ固定子
４で発電された電気がケーブル３を通り外部へ伝送され
る。

第５図に示す揚水発電の場合には、電気は外部に送られ
るが、第２図や第３図での電源２を蓄電機能をもったも
のにすれば、発電した電気を貯めておき、必要な時にモ
ータに流すことにより、容易に発電機、ポンプの両者の
機能を用いることができる。

第６図は本発明を用いたカートリッジ式流体機械を示し
たものである。フランジ２２をもつ配管２１内に固定柱
８により固定した流体機械２０を設置する。このフラン
ジ付配管を任意の位置に取付け、用途に応じてポンプや
発電機として用いる。

以上述べたものは、回転部は設けるがその他の部分は固
定状態である。第５図に示すような揚水ポンプに代表さ
れるように、本発明では用途によって水流の方向が変わ
り、ある時はケーシング側から、また別な時は羽根車側
から流れることが考えられる。流体機械にとっては、常
に、同一の流れ方向が効率等を考えると望ましい。これ
を実現するためには、第工図に示す固定柱とケーシング
の固定方法や固定柱と壁面の固定方法を改善すれば、風
見鶏のように主流の方向に常に正対することが可能にな
る。例えば、第１図において、ケーシングを固定柱周り
水平方向に回転可能にすれば、主流方向の水平方向の変
化には追従できる。

また、ポンプ全体の向きを変えるのでなくそれぞれの用
途に応じて羽根車の羽根角度や羽根回転数を可変にすれ
ば効率の向上が期待できる。

将来的には、電源とポンプをケーブル等で接続せずに、
離れた位置から電気を電磁波等で送電する技術が確立さ
れれば、電源を近隣の位置や一体構造の中に有しない流
体機械ができる。さらに羽根車等をセラミックなどの耐
食性の高い材料で製作すれば、信頼性の高い流体機械と
なる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、構造が簡単で小型化が可能となるため
、任意の場所に設置できまた携帯用としての用途も考え
られる。

また機器の冷却についても、電源やモータ等を流路中に
設置するため流体を冷却材として使用できる他、流体条
件により一層の冷却、加熱が要であれば必要機能を持た
せることにより、種々の条件下で使用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の流体機械の縦断面図、第
２図、第３図は本発明の他の実施例の縦断面図、第４図
は本発明をホースに用いた適用例の説明図、第５図は本
発明を揚水発電に用いた適用例の説明図、第６図はカー
トリッジ式流体機械の例の説明図である。 工・・ケーシング、２・・・電源、３・・・ケーブル、
４・モータ固定子、５　モータ回転子、６・・シャフト
、粥 １ 図 第 図 弔 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源と、前記電源からの電気により回転するモータ
   と、前記モータの回転を伝えるシャフトと、前記シャフ
   トの回転により動作する羽根車とからなる回転機械にお
   いて、 前記モータと前記シャフトと羽根車、もしくは、前記電
   源と前記モータと前記シャフトと前記羽根車を一体とし
   、流路内に設置したことを特徴とする流体機械。 ２、請求項１において、機械発熱部を冷却する、もしく
   は機械低温部を加熱する機能をもつ流体機械。