JP2019167854A

JP2019167854A - Cascade pump

Info

Publication number: JP2019167854A
Application number: JP2018055260A
Authority: JP
Inventors: 康貴小西; Yasutaka Konishi
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-10-03
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: JP7029991B2

Abstract

To provide a cascade pump which can prevent leakage of fluid.SOLUTION: A cascade pump 10 includes: an impeller 1; a pump housing 2 having a suction passage 21, a pressure rising passage 22, a discharge passage and a circulation passage 24; a motor 3 having a rotary shaft 31, a rotor 32, and a stator 33; a cylindrical can 4 which separates the rotor 32 from the stator 33; and a motor housing 5 which houses the motor 3 and the can 4. In the motor housing 5, a can passage 51 which guides fluid from the circulation passage 24 to an area between the can 4 and the rotor 32 and a redeliver passage 52 which guides the fluid that has passed through the can passage 51 to an interior of the pump housing 2 through an area between the rotor 32 and the rotary shaft 31. In the pump housing 2, an intermediate chamber 25 into which the fluid from the redeliver passage 52 is introduced and a return passage 26 which guides the fluid in the intermediate chamber 25 to the suction passage 21 are formed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、カスケードポンプに関する。 The present invention relates to a cascade pump.

従来、外周縁部に複数の羽根溝が形成されたインペラを備えたカスケードポンプが用いられている。インペラを収容するハウジングには、インペラの周方向に沿う昇圧流路が形成されている（例えば、特許文献１を参照）。 Conventionally, a cascade pump including an impeller having a plurality of blade grooves formed on an outer peripheral edge portion has been used. In the housing that houses the impeller, a pressure increasing flow path is formed along the circumferential direction of the impeller (see, for example, Patent Document 1).

特開平１−５３０８９号公報JP-A-1-53089

カスケードポンプでは、低流量であっても流体の圧力を高くすることができる。カスケードポンプでは、流体が高圧となるため、シール箇所からの流体の漏出を確実に防ぐことが求められている。 In the cascade pump, the pressure of the fluid can be increased even at a low flow rate. In the cascade pump, since the fluid has a high pressure, it is required to reliably prevent the fluid from leaking from the seal portion.

本発明の一態様は、流体の漏出を防ぐことができるカスケードポンプを提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a cascade pump that can prevent leakage of fluid.

本発明の一態様は、外周縁部に複数の羽根溝を有し、回転によって流体を圧送するインペラと、前記流体を前記インペラに導く吸込流路、前記インペラの周方向に沿って前記流体を昇圧させる昇圧流路、前記昇圧流路によって昇圧した流体を吐出する吐出流路、および、前記吐出流路内の流体を導く循環流路、を有するポンプハウジングと、前記インペラを回転させる回転軸、前記回転軸に連結された回転子、および、前記回転子を回転駆動する固定子、を有するモータと、前記回転子と前記固定子とを隔てる筒状のキャンと、前記モータおよび前記キャンを収容するモータハウジングと、を備え、前記モータハウジング内に、前記循環流路からの流体を前記キャンと前記回転子との間に導くキャン流路、および、前記キャン流路を経た流体を前記回転子と前記回転軸の間を通して前記ポンプハウジング内に導く返送流路が形成され、前記ポンプハウジング内に、前記返送流路からの前記流体が導入される中間室と、前記中間室内の前記流体を前記吸込流路に導く戻り流路とが形成されている、カスケードポンプを提供する。 One aspect of the present invention includes an impeller having a plurality of blade grooves on an outer peripheral edge portion, for pumping fluid by rotation, a suction channel for guiding the fluid to the impeller, and the fluid along the circumferential direction of the impeller. A pump housing having a boosting channel for boosting, a discharging channel for discharging the fluid boosted by the boosting channel, and a circulation channel for guiding the fluid in the discharging channel; and a rotating shaft for rotating the impeller; A motor having a rotor coupled to the rotating shaft and a stator that rotationally drives the rotor, a cylindrical can that separates the rotor and the stator, and the motor and the can are accommodated A motor housing that conducts fluid from the circulation channel between the can and the rotor, and fluid that has passed through the can channel. A return flow path leading into the pump housing through the rotor and the rotation shaft is formed, and an intermediate chamber into which the fluid from the return flow path is introduced into the pump housing; A cascade pump is provided in which a return flow path for guiding fluid to the suction flow path is formed.

前記回転軸は、中実構造であり、前記ポンプハウジングに、前記回転軸の一端の中心部を回転自在に支持する軸支持部が設けられていることが好ましい。 Preferably, the rotating shaft has a solid structure, and the pump housing is provided with a shaft support portion that rotatably supports a central portion of one end of the rotating shaft.

前記中間室は、前記回転軸と平行に見て、前記吸込流路より前記インペラの径方向内方側に形成されていることが好ましい。 The intermediate chamber is preferably formed on the radially inward side of the impeller from the suction flow path when viewed in parallel with the rotation axis.

前記キャンは、前記モータハウジングと一体に形成されていることが好ましい。 The can is preferably formed integrally with the motor housing.

本発明の一態様は、モータの回転子と固定子とを隔てるキャンを備え、キャン内で流体を循環させる。そのため、メカニカルシール構造を採用する必要がなく、流体の漏出を防ぐことができる。前記態様によれば、流体を、キャン流路および返送流路を通してポンプハウジング内に循環させることができるため、回転軸に返送用の貫通流路を形成する必要がない。よって、回転軸が貫通流路を有する場合に比べて、回転軸の加工コストが不要となり、製造コスト削減が可能である。 One aspect of the present invention includes a can that separates a rotor and a stator of a motor, and circulates fluid in the can. Therefore, it is not necessary to employ a mechanical seal structure, and fluid leakage can be prevented. According to the above aspect, since the fluid can be circulated in the pump housing through the can channel and the return channel, it is not necessary to form a return through channel on the rotating shaft. Therefore, compared with the case where the rotating shaft has a through channel, the processing cost of the rotating shaft becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

第１実施形態のカスケードポンプの、中心軸に沿う断面を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the section which meets the central axis of the cascade pump of a 1st embodiment. 図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which follows the AA line of FIG. 図１のカスケードポンプの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the cascade pump of FIG. 図１のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which follows the CC line | wire of FIG. 図１のＢ−Ｂ線に示す位置における軸受を示す図である。It is a figure which shows the bearing in the position shown to the BB line of FIG. 図１のカスケードポンプの回転軸の端部の支持構造を示す図であり、図１のＤ部分の拡大図である。It is a figure which shows the support structure of the edge part of the rotating shaft of the cascade pump of FIG. 1, and is an enlarged view of D section of FIG. カスケードポンプの回転軸の端部の支持構造の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the support structure of the edge part of the rotating shaft of a cascade pump. 第２実施形態のカスケードポンプの、中心軸に沿う断面を示す構成図である。It is a block diagram which shows the cross section along a central axis of the cascade pump of 2nd Embodiment. 図８のカスケードポンプのキャンの閉止部を前側から見た図である。It is the figure which looked at the closing part of the can of the cascade pump of FIG. 8 from the front side.

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のカスケードポンプ１０の、中心軸Ｃ１，Ｃ２に沿う断面を示す構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す図である。図３は、カスケードポンプ１０の内部構造を示す斜視図である。図４は、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す図である。図５は、図１のＢ−Ｂ線に示す位置における軸受６を示す図である。図６は、カスケードポンプ１０の回転軸の端部の支持構造を示す図であり、図１のＤ部分の拡大図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a cross section of the cascade pump 10 according to the first embodiment along central axes C1 and C2. FIG. 2 is a view showing a cross section taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the cascade pump 10. FIG. 4 is a view showing a cross section taken along the line CC of FIG. FIG. 5 is a view showing the bearing 6 at the position indicated by the line BB in FIG. 6 is a view showing a support structure of the end portion of the rotating shaft of the cascade pump 10, and is an enlarged view of a portion D in FIG.

図１に示すように、カスケードポンプ１０は、インペラ１と、ポンプハウジング２と、モータ３と、キャン４と、モータハウジング５と、軸受６とを備える。
以下、インペラ１はモータ３に対して前方に位置するとして、各部材の位置関係を説明することがある。中心軸Ｃ１はインペラ１の中心軸である。中心軸Ｃ２はモータ３の中心軸である。第１面１１ａはインペラ本体１１の前面であり、第２面１１ｂはインペラ本体１１の後面である。 As shown in FIG. 1, the cascade pump 10 includes an impeller 1, a pump housing 2, a motor 3, a can 4, a motor housing 5, and a bearing 6.
Hereinafter, the positional relationship of each member may be described on the assumption that the impeller 1 is positioned forward with respect to the motor 3. The central axis C1 is the central axis of the impeller 1. The central axis C2 is the central axis of the motor 3. The first surface 11 a is the front surface of the impeller body 11, and the second surface 11 b is the rear surface of the impeller body 11.

図２および図３に示すように、インペラ１は、円板状のインペラ本体１１と、突出筒部１２とを有する。インペラ本体１１は、中央部から径方向外方に向けて、中央板部１３と、主板部１４と、羽根部１５とを備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the impeller 1 includes a disk-shaped impeller body 11 and a protruding cylindrical portion 12. The impeller body 11 includes a central plate portion 13, a main plate portion 14, and a blade portion 15 from the central portion toward the radially outer side.

中央板部１３は、円板状に形成されている。中央板部１３の中央には、回転軸３１が挿通する挿通孔１６（図１参照）が形成されている。挿通孔１６は、中央板部１３を厚さ方向に貫通して形成されている。中央板部１３には、挿通孔１６の径方向外方の位置に、１または複数の連通孔１７が形成されている。連通孔１７は、中央板部１３を厚さ方向に貫通して形成されている。図２および図３では、中央板部１３には４つの連通孔１７が、インペラ１の周方向に等間隔に形成されている。連通孔１７は、中間室２５の第１空間２７と第２空間２８とを連通する。 The central plate portion 13 is formed in a disc shape. An insertion hole 16 (see FIG. 1) through which the rotation shaft 31 is inserted is formed at the center of the central plate portion 13. The insertion hole 16 is formed through the central plate portion 13 in the thickness direction. In the central plate portion 13, one or a plurality of communication holes 17 are formed at positions radially outward of the insertion holes 16. The communication hole 17 is formed through the central plate portion 13 in the thickness direction. 2 and 3, four communication holes 17 are formed in the central plate portion 13 at equal intervals in the circumferential direction of the impeller 1. The communication hole 17 communicates the first space 27 and the second space 28 of the intermediate chamber 25.

主板部１４は、中央板部１３より径方向外方側にあって、中央板部１３より厚く形成されている。主板部１４は、インペラ１の周方向に一定の幅を有する環状部分である。図１に示すように、主板部１４の前面は、ポンプハウジング２の内面と近接しており、第１空間２７を区画している。主板部１４の後面は、ポンプハウジング２のモータハウジング５側の壁部内面と近接しており、第２空間２８を区画している。 The main plate portion 14 is on the radially outer side from the central plate portion 13 and is formed thicker than the central plate portion 13. The main plate portion 14 is an annular portion having a certain width in the circumferential direction of the impeller 1. As shown in FIG. 1, the front surface of the main plate portion 14 is close to the inner surface of the pump housing 2 and defines a first space 27. The rear surface of the main plate portion 14 is close to the inner surface of the wall portion of the pump housing 2 on the motor housing 5 side, and defines the second space 28.

図２および図３に示すように、羽根部１５は、インペラ本体１１の外周縁部に形成されている。羽根部１５は、周方向に並ぶ複数の羽根溝１８を有する。羽根溝１８は、羽根部１５の両面にそれぞれ形成されている。羽根溝１８は、インペラ１の径方向に沿って形成されている。羽根溝１８は、径方向外方に向けて徐々に深さを増す。 As shown in FIGS. 2 and 3, the blade portion 15 is formed on the outer peripheral edge portion of the impeller body 11. The blade portion 15 has a plurality of blade grooves 18 arranged in the circumferential direction. The blade grooves 18 are respectively formed on both surfaces of the blade portion 15. The blade groove 18 is formed along the radial direction of the impeller 1. The blade groove 18 gradually increases in depth toward the radially outer side.

図３に示すように、突出筒部１２は、円筒状に形成されている。中央板部１３からインペラ本体１１の第１面１１ａ側に、中心軸Ｃ１に沿って突出している。突出筒部１２には、回転軸３１が挿通する。
インペラ１は、図２における反時計回り方向に回転する。 As shown in FIG. 3, the protruding cylinder portion 12 is formed in a cylindrical shape. Projecting from the central plate portion 13 toward the first surface 11a of the impeller body 11 along the central axis C1. A rotating shaft 31 is inserted into the protruding cylinder portion 12.
The impeller 1 rotates in the counterclockwise direction in FIG.

図２および図３に示すように、ポンプハウジング２は、インペラ１を収容している。ポンプハウジング２は、吸込流路２１と、昇圧流路２２と、吐出流路２３と、循環流路２４とを有する。
吸込流路２１は、流体をインペラ１に導くことができる。
昇圧流路２２は、インペラ１の周方向に沿ってＣ形状に形成された流路である。昇圧流路２２の一端は吸込流路２１に接続されている。昇圧流路２２の他端は吐出流路２３に接続されている。昇圧流路２２内の流体は、インペラ１の羽根部１５によって昇圧されつつ、図２における反時計回り方向に流れる。
吐出流路２３は、昇圧流路２２によって昇圧した流体を外部に吐出する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the pump housing 2 contains the impeller 1. The pump housing 2 includes a suction flow path 21, a pressure increase flow path 22, a discharge flow path 23, and a circulation flow path 24.
The suction channel 21 can guide the fluid to the impeller 1.
The boost channel 22 is a channel formed in a C shape along the circumferential direction of the impeller 1. One end of the boost channel 22 is connected to the suction channel 21. The other end of the pressure increasing flow path 22 is connected to the discharge flow path 23. The fluid in the pressure increasing flow path 22 flows in the counterclockwise direction in FIG. 2 while being pressurized by the blade portion 15 of the impeller 1.
The discharge flow path 23 discharges the fluid pressurized by the pressure increase flow path 22 to the outside.

図１に示すように、循環流路２４は、ポンプハウジング２のモータハウジング５側の壁部を貫通して形成されている。循環流路２４は、吐出流路２３と、モータハウジング５内の空間とを連通させる。循環流路２４は、吐出流路２３内の流体の一部をモータハウジング５内に導入することができる。 As shown in FIG. 1, the circulation flow path 24 is formed so as to penetrate the wall portion of the pump housing 2 on the motor housing 5 side. The circulation channel 24 communicates the discharge channel 23 and the space in the motor housing 5. The circulation flow path 24 can introduce part of the fluid in the discharge flow path 23 into the motor housing 5.

モータ３は、回転軸３１と、回転子３２と、固定子３３とを備えている。
回転軸３１は、インペラ１に固定され、インペラ１を回転させる。回転子３２は、回転軸３１に固定されている。回転軸３１は、中実構造とされている。図６に示すように、回転軸３１の前端３１ａの端面の中央には、軸支持部３０の先端部３０ａが挿入される受け凹部３１ｂが形成されている。受け凹部３１ｂは、例えば、中心軸Ｃ１に向かって深さを増す形状（すり鉢状）に形成されている。 The motor 3 includes a rotating shaft 31, a rotor 32, and a stator 33.
The rotating shaft 31 is fixed to the impeller 1 and rotates the impeller 1. The rotor 32 is fixed to the rotating shaft 31. The rotating shaft 31 has a solid structure. As shown in FIG. 6, a receiving recess 31 b into which the distal end portion 30 a of the shaft support portion 30 is inserted is formed at the center of the end surface of the front end 31 a of the rotating shaft 31. The receiving recessed part 31b is formed in the shape (mortar shape) which increases depth, for example toward the central axis C1.

図１に示すように、回転子３２は、固定子３３の内側に配置される。回転子３２は、樹脂被覆を施してもよい。これにより、流体との接触による腐食を防ぐことができる。
固定子３３は、電磁気的な作用により回転子３２を回転駆動する。 As shown in FIG. 1, the rotor 32 is disposed inside the stator 33. The rotor 32 may be resin-coated. Thereby, corrosion due to contact with the fluid can be prevented.
The stator 33 rotationally drives the rotor 32 by electromagnetic action.

キャン４は、中心軸Ｃ２を中心軸とする円筒状の胴部４１と、胴部４１の後端開口を閉止する円板状の閉止部４２とを有する。キャン４は、非磁性材料で構成される。キャン４は、回転子３２を収容しているため、回転子３２と固定子３３とを隔てている。キャン４は、モータハウジング５と一体に形成されていることが好ましい。これにより、部品点数を削減し、生産性を高めることができる。
モータハウジング５は、モータ３およびキャン４を収容している。 The can 4 has a cylindrical body 41 having the central axis C2 as a central axis, and a disc-shaped closing part 42 that closes the rear end opening of the body 41. The can 4 is made of a nonmagnetic material. Since the can 4 accommodates the rotor 32, the rotor 32 and the stator 33 are separated from each other. The can 4 is preferably formed integrally with the motor housing 5. Thereby, the number of parts can be reduced and productivity can be improved.
The motor housing 5 accommodates the motor 3 and the can 4.

図１に示すように、モータハウジング５内には、キャン流路５１と、返送流路５２とが形成されている。
キャン流路５１は、キャン４と回転子３２との間に確保された流路である。キャン流路５１は、循環流路２４を経てモータハウジング５内に流入した流体を、胴部４１と回転子３２との間を経て回転子３２の後方空間５３に導く。 As shown in FIG. 1, a can channel 51 and a return channel 52 are formed in the motor housing 5.
The can channel 51 is a channel secured between the can 4 and the rotor 32. The can channel 51 guides the fluid flowing into the motor housing 5 through the circulation channel 24 to the rear space 53 of the rotor 32 through the space between the body 41 and the rotor 32.

返送流路５２は、回転子流路５２Ａと、軸受流路５２Ｂとを有する。
回転子流路５２Ａは、回転子３２の内周面と回転軸３１の外周面との間に形成されている。図４に示すように、回転子流路５２Ａは、回転子３２の内周面に形成された１または複数の溝３２ａによって形成されている。図４では、４つの溝３２ａは中心軸Ｃ２周りに間隔をおいて形成されている。溝３２ａは、図１に示すように、中心軸Ｃ２に沿って形成されている。回転子流路５２Ａは、後方空間５３内の流体を前方に導く。 The return flow path 52 includes a rotor flow path 52A and a bearing flow path 52B.
The rotor flow path 52 A is formed between the inner peripheral surface of the rotor 32 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 31. As shown in FIG. 4, the rotor flow path 52 A is formed by one or a plurality of grooves 32 a formed on the inner peripheral surface of the rotor 32. In FIG. 4, the four grooves 32a are formed around the central axis C2. As shown in FIG. 1, the groove 32a is formed along the central axis C2. The rotor flow path 52A guides the fluid in the rear space 53 forward.

軸受６は、円筒状の主部６１と、主部６１の後端に形成されたフランジ部６２とを備える。図５に示すように、フランジ部６２の後面６２ａには、後面６２ａの内周縁に沿う環状の周回溝６３と、フランジ部６２の径方向に沿う縦溝６４とが形成されている。周回溝６３によって、回転子流路５２Ａと軸受流路５２Ｂとを連通させることができる。 The bearing 6 includes a cylindrical main portion 61 and a flange portion 62 formed at the rear end of the main portion 61. As shown in FIG. 5, an annular circumferential groove 63 along the inner peripheral edge of the rear surface 62 a and a vertical groove 64 along the radial direction of the flange portion 62 are formed on the rear surface 62 a of the flange portion 62. The rotor channel 52A and the bearing channel 52B can be communicated with each other by the circumferential groove 63.

軸受流路５２Ｂは、軸受６の内周面と回転軸３１の外周面との間に形成されている。図５に示すように、軸受流路５２Ｂは、軸受６の主部６１（図１参照）の内周面に形成された１または複数の溝６ａによって形成されている。図５では、４つの溝６ａは中心軸Ｃ２周りに間隔をおいて形成されている。溝６ａは、図１に示すように、中心軸Ｃ２に沿って形成されている。軸受流路５２Ｂは、回転子流路５２Ａからの流体をポンプハウジング２（中間室２５）内に導く。 The bearing channel 52 B is formed between the inner peripheral surface of the bearing 6 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 31. As shown in FIG. 5, the bearing flow path 52 B is formed by one or a plurality of grooves 6 a formed on the inner peripheral surface of the main portion 61 (see FIG. 1) of the bearing 6. In FIG. 5, the four grooves 6a are formed around the central axis C2 at intervals. As shown in FIG. 1, the groove 6a is formed along the central axis C2. The bearing flow path 52B guides the fluid from the rotor flow path 52A into the pump housing 2 (intermediate chamber 25).

ポンプハウジング２内には、中間室２５と、戻り流路２６とが形成されている。
中間室２５は、第１空間２７と、第２空間２８とを有する。第１空間２７は、インペラ本体１１の前方にあって、主板部１４より径方向内方側の空間である。第２空間２８は、インペラ本体１１の後方にあって、主板部１４より径方向内方側の空間である。第１空間２７と第２空間２８とは、連通孔１７により連通されている。中間室２５には、返送流路５２（詳しくは軸受流路５２Ｂ）から流体が導入される。 An intermediate chamber 25 and a return flow path 26 are formed in the pump housing 2.
The intermediate chamber 25 has a first space 27 and a second space 28. The first space 27 is a space in front of the impeller body 11 and radially inward from the main plate portion 14. The second space 28 is behind the impeller body 11 and is a space on the radially inner side from the main plate portion 14. The first space 27 and the second space 28 are communicated with each other through the communication hole 17. A fluid is introduced into the intermediate chamber 25 from a return channel 52 (specifically, a bearing channel 52B).

図２に示すように、戻り流路２６は、ポンプハウジング２の内面の溝２９（図１参照）によって形成された流路である。戻り流路２６は、中間室２５と吸込流路２１とを連通させる。戻り流路２６は、中間室２５内の流体を吸込流路２１に導入することができる。 As shown in FIG. 2, the return channel 26 is a channel formed by a groove 29 (see FIG. 1) on the inner surface of the pump housing 2. The return channel 26 allows the intermediate chamber 25 and the suction channel 21 to communicate with each other. The return channel 26 can introduce the fluid in the intermediate chamber 25 into the suction channel 21.

図６に示すように、ポンプハウジング２には、回転軸３１の前端３１ａ（一端）の中心部を回転自在に支持する軸支持部３０が形成されている。軸支持部３０は、ポンプハウジング２の内面から後方に突出する。軸支持部３０の先端部３０ａは、先端に向かって細くなる円錐状に形成されている。中心軸Ｃ１に対する先端部３０ａの外面の傾斜角度は、受け凹部３１ｂの内面の傾斜角度より小さい。先端部３０ａは、回転軸３１の受け凹部３１ｂに挿入される。先端部３０ａの先端は受け凹部３１ｂの内面の中心部に当接し、回転軸３１の前端部（前端３１ａを含む部分）を支持する。 As shown in FIG. 6, the pump housing 2 is formed with a shaft support portion 30 that rotatably supports the center portion of the front end 31 a (one end) of the rotation shaft 31. The shaft support portion 30 protrudes rearward from the inner surface of the pump housing 2. The tip portion 30a of the shaft support portion 30 is formed in a conical shape that becomes narrower toward the tip. The inclination angle of the outer surface of the tip portion 30a with respect to the central axis C1 is smaller than the inclination angle of the inner surface of the receiving recess 31b. The tip portion 30 a is inserted into the receiving recess 31 b of the rotating shaft 31. The tip of the tip 30a abuts on the center of the inner surface of the receiving recess 31b and supports the front end of the rotating shaft 31 (the part including the front end 31a).

次に、カスケードポンプ１０の動作について説明する。
図２および図３に示すように、インペラ１が回転すると、流体（例えば、水などの液体）は、吸込流路２１からポンプハウジング２内に導入される。流体は昇圧流路２２に流入し、インペラ１の羽根部１５によって昇圧される。昇圧した流体は、吐出流路２３を通して外部に吐出される。 Next, the operation of the cascade pump 10 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, when the impeller 1 rotates, a fluid (for example, a liquid such as water) is introduced into the pump housing 2 from the suction passage 21. The fluid flows into the pressure increasing flow path 22 and is pressurized by the blade portion 15 of the impeller 1. The pressurized fluid is discharged to the outside through the discharge channel 23.

図１に示すように、吐出流路２３内の流体の一部は、循環流路２４を通してモータハウジング５内に導入される。流体は、キャン流路５１を通って後方空間５３に導入される。流体は、後方空間５３から返送流路５２を通して前方に導かれ、ポンプハウジング２の中間室２５に流入する。中間室２５内の流体は、戻り流路２６を通って吸込流路２１に導入される。このように、吸込流路２１内の流体の一部は、吸込流路２１から、昇圧流路２２、吐出流路２３、循環流路２４、キャン流路５１、返送流路５２、中間室２５、および戻り流路２６を経て吸込流路２１に循環する。循環の過程で、流体はモータ３を冷却する。戻り流路２６を流れる流体は、ポンプハウジング２とインペラ１との間の潤滑液として機能させることもできる。 As shown in FIG. 1, a part of the fluid in the discharge channel 23 is introduced into the motor housing 5 through the circulation channel 24. The fluid is introduced into the rear space 53 through the can channel 51. The fluid is guided forward from the rear space 53 through the return flow path 52 and flows into the intermediate chamber 25 of the pump housing 2. The fluid in the intermediate chamber 25 is introduced into the suction channel 21 through the return channel 26. In this way, a part of the fluid in the suction flow path 21 flows from the suction flow path 21 to the pressure increase flow path 22, the discharge flow path 23, the circulation flow path 24, the can flow path 51, the return flow path 52, and the intermediate chamber 25. And circulates to the suction channel 21 via the return channel 26. In the process of circulation, the fluid cools the motor 3. The fluid flowing through the return flow path 26 can also function as a lubricating liquid between the pump housing 2 and the impeller 1.

カスケードポンプ１０は、モータ３の回転子３２と固定子３３とを隔てるキャン４を備え、キャン４内で流体を循環させる。そのため、メカニカルシール構造を採用する必要がなく、流体の漏出を防ぐことができる。
カスケードポンプ１０は、流体を、キャン流路５１および返送流路５２を通してポンプハウジング２内に循環させることができるため、回転軸３１に返送用の貫通流路を形成する必要がない。そのため、回転軸が貫通流路を有する場合に比べて、回転軸の加工コストが不要となり、製造コスト削減が可能である。 The cascade pump 10 includes a can 4 that separates the rotor 32 and the stator 33 of the motor 3, and circulates fluid in the can 4. Therefore, it is not necessary to employ a mechanical seal structure, and fluid leakage can be prevented.
Since the cascade pump 10 can circulate the fluid into the pump housing 2 through the can channel 51 and the return channel 52, it is not necessary to form a return through channel on the rotary shaft 31. Therefore, compared with the case where the rotating shaft has a through channel, the processing cost of the rotating shaft becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

カスケードポンプ１０は、回転軸３１に貫通流路を形成する必要がないため、軸支持部３０によって回転軸３１の前端３１ａを支持することができる。よって、インペラ１を安定に動作させることができる。 Since the cascade pump 10 does not need to form a through channel in the rotating shaft 31, the front end 31 a of the rotating shaft 31 can be supported by the shaft support portion 30. Therefore, the impeller 1 can be operated stably.

返送流路５２によって返送された流体が導入される中間室２５は、吸込流路２１に比べてインペラ１の径方向内方側に形成されているため、ポンプハウジング２内のスペースを有効に利用することができる。そのため、カスケードポンプ１０を小型化するうえで有利となる。 The intermediate chamber 25 into which the fluid returned by the return flow path 52 is introduced is formed on the radially inner side of the impeller 1 as compared with the suction flow path 21, so that the space in the pump housing 2 is effectively used. can do. Therefore, it is advantageous in reducing the size of the cascade pump 10.

［第１実施形態の変形例］
図７は、カスケードポンプの回転軸の端部の支持構造の他の例を示す図である。
図７に示すように、回転軸１３１の前端１３１ａの端面には、軸支持部１３０の先端部が挿入される受け凹部１３１ｂが形成されている。受け凹部１３１ｂは、例えば半球面状の内面を有する凹部である。軸支持部１３０は、ポンプハウジング２の内面から後方に突出する。軸支持部１３０の先端部１３０ａは、湾曲凸状（例えば半球状）に形成されている。先端部１３０ａの外面の曲率半径は、受け凹部１３１ｂの内面の曲率半径より小さい。先端部１３０ａの先端は受け凹部１３１ｂの内面の中心部に当接し、回転軸１３１の前端部（前端１３１ａを含む部分）を支持する。
この構造によれば、軸支持部１３０の先端部１３０ａは、安定的に回転軸１３１の前端１３１ａを支持することができる。 [Modification of First Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a support structure of the end portion of the rotating shaft of the cascade pump.
As shown in FIG. 7, a receiving recess 131 b into which the distal end portion of the shaft support portion 130 is inserted is formed on the end surface of the front end 131 a of the rotating shaft 131. The receiving recess 131b is, for example, a recess having a hemispherical inner surface. The shaft support portion 130 protrudes rearward from the inner surface of the pump housing 2. The tip end portion 130a of the shaft support portion 130 is formed in a curved convex shape (for example, hemispherical). The curvature radius of the outer surface of the tip portion 130a is smaller than the curvature radius of the inner surface of the receiving recess 131b. The tip of the tip portion 130a abuts on the center of the inner surface of the receiving recess 131b and supports the front end portion (the portion including the front end 131a) of the rotating shaft 131.
According to this structure, the front end portion 130a of the shaft support portion 130 can stably support the front end 131a of the rotating shaft 131.

［第２実施形態］
図８は、第２実施形態のカスケードポンプ１１０の、中心軸Ｃ１に沿う断面を示す構成図である。図９は、カスケードポンプ１１０のキャン１０４の閉止部１４２を前側から見た図である。以下、第１実施形態のカスケードポンプ１０と共通の構造については同じ符号を付して説明を省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 8 is a configuration diagram showing a cross section of the cascade pump 110 according to the second embodiment along the central axis C1. FIG. 9 is a view of the closing portion 142 of the can 104 of the cascade pump 110 as viewed from the front side. Hereinafter, the same reference numerals are given to structures common to the cascade pump 10 of the first embodiment, and description thereof is omitted.

図８に示すように、カスケードポンプ１１０は、インペラ１と、ポンプハウジング２と、モータ３と、キャン１０４と、モータハウジング１０５と、第１軸受１０６Ａと、第２軸受１０６Ｂと、を備える。
第１軸受１０６Ａは、図１に示す第１実施形態のカスケードポンプ１０に用いられている軸受６と同様の構成である。 As shown in FIG. 8, the cascade pump 110 includes an impeller 1, a pump housing 2, a motor 3, a can 104, a motor housing 105, a first bearing 106A, and a second bearing 106B.
106 A of 1st bearings are the structures similar to the bearing 6 used for the cascade pump 10 of 1st Embodiment shown in FIG.

第２軸受１０６Ｂは、第１軸受１０６Ａから後方に離れた位置に設けられている。第２軸受１０６Ｂは、円筒状の主部１６１と、主部１６１の前端に形成されたフランジ部１６２とを備える。図８および図９に示すように、主部１６１およびフランジ部１６２に対面するキャン１０４の閉止部１４２の内面には、溝１６４が形成されている。 The second bearing 106B is provided at a position separated rearward from the first bearing 106A. The second bearing 106 B includes a cylindrical main portion 161 and a flange portion 162 formed at the front end of the main portion 161. As shown in FIGS. 8 and 9, a groove 164 is formed on the inner surface of the closing portion 142 of the can 104 facing the main portion 161 and the flange portion 162.

モータハウジング１０５内には、キャン流路１５１と、返送流路１５２とが形成されている。
キャン流路１５１は、循環流路２４を経てモータハウジング１０５内に流入した流体を、胴部４１と回転子３２との間を経て、第２軸受１０６Ｂの外面側（溝１６４）を通して第２軸受１０６Ｂの後方側に導く。 A can channel 151 and a return channel 152 are formed in the motor housing 105.
The can channel 151 passes the fluid flowing into the motor housing 105 through the circulation channel 24, passes between the body portion 41 and the rotor 32, and passes through the outer surface side (groove 164) of the second bearing 106 B to the second bearing. It is led to the rear side of 106B.

返送流路１５２は、軸受流路１５２Ｃと、回転子流路５２Ａと、軸受流路１５２Ｂとを有する。
軸受流路１５２Ｃは、第２軸受１０６Ｂの内周面と回転軸３１の外周面との間に形成されている。軸受流路１５２Ｃは、第２軸受１０６Ｂの主部１６１の内周面に形成された１または複数の溝によって形成されている。
軸受流路１５２Ｂは、第１軸受１０６Ａの内周面と回転軸３１の外周面との間に形成されている。軸受流路１５２Ｂは、第１軸受１０６Ａの主部６１の内周面に形成された１または複数の溝によって形成されている。 The return flow path 152 includes a bearing flow path 152C, a rotor flow path 52A, and a bearing flow path 152B.
The bearing flow path 152C is formed between the inner peripheral surface of the second bearing 106B and the outer peripheral surface of the rotary shaft 31. The bearing flow path 152C is formed by one or more grooves formed on the inner peripheral surface of the main portion 161 of the second bearing 106B.
The bearing flow path 152B is formed between the inner peripheral surface of the first bearing 106A and the outer peripheral surface of the rotary shaft 31. The bearing channel 152B is formed by one or more grooves formed on the inner peripheral surface of the main portion 61 of the first bearing 106A.

次に、カスケードポンプ１１０の動作について説明する。
図８に示すように、インペラ１が回転すると、流体は吸込流路２１から昇圧流路２２に流入し、インペラ１の羽根部１５によって昇圧されて吐出流路２３から吐出される。 Next, the operation of the cascade pump 110 will be described.
As shown in FIG. 8, when the impeller 1 rotates, the fluid flows from the suction flow path 21 into the pressure increase flow path 22, is pressurized by the blade portion 15 of the impeller 1, and is discharged from the discharge flow path 23.

吐出流路２３内の流体の一部は、循環流路２４を通してモータハウジング５内に導入される。流体は、キャン流路１５１を通って第２軸受１０６Ｂの外面側（溝１６４）に導入される。流体は、返送流路１５２の軸受流路１５２Ｃ、回転子流路５２Ａ、軸受流路１５２Ｂを経て前方に導かれ、ポンプハウジング２の中間室２５に流入する。中間室２５内の流体は、戻り流路２６を通って吸込流路２１に導入される。 A part of the fluid in the discharge channel 23 is introduced into the motor housing 5 through the circulation channel 24. The fluid is introduced to the outer surface side (groove 164) of the second bearing 106B through the can channel 151. The fluid is guided forward through the bearing flow path 152C, the rotor flow path 52A, and the bearing flow path 152B of the return flow path 152, and flows into the intermediate chamber 25 of the pump housing 2. The fluid in the intermediate chamber 25 is introduced into the suction channel 21 through the return channel 26.

カスケードポンプ１１０では、２つの軸受１０６Ａ，１０６Ｂを有するため、回転軸３１を複数箇所で支持し、インペラ１の動作を安定させることができる。 Since the cascade pump 110 has the two bearings 106A and 106B, the rotating shaft 31 can be supported at a plurality of locations, and the operation of the impeller 1 can be stabilized.

本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

１…インペラ、２…ポンプハウジング、３…モータ、４，１０４…キャン、５，１０５…モータハウジング、１０，１１０…カスケードポンプ、１５…羽根部、１８…羽根溝、２１…吸込流路、２２…昇圧流路、２３…吐出流路、２４…循環流路、２５…中間室、２６…戻り流路、３０，１３０…軸支持部、３１…回転軸、３１ａ…前端（一端）、３２…回転子、３３…固定子、５１，１５１…キャン流路、５２，１５２…返送流路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Impeller, 2 ... Pump housing, 3 ... Motor, 4,104 ... Can, 5,105 ... Motor housing, 10, 110 ... Cascade pump, 15 ... Blade part, 18 ... Blade groove, 21 ... Suction flow path, 22 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Pressure | voltage rise flow path, 23 ... Discharge flow path, 24 ... Circulation flow path, 25 ... Intermediate | middle chamber, 26 ... Return flow path, 30, 130 ... Shaft support part, 31 ... Rotary shaft, 31a ... Front end (one end), 32 Rotor, 33 ... Stator, 51, 151 ... Can channel, 52, 152 ... Return channel.

Claims

An impeller having a plurality of blade grooves on the outer peripheral edge and pumping fluid by rotation;
A suction channel for guiding the fluid to the impeller, a pressure increasing channel for boosting the fluid along a circumferential direction of the impeller, a discharge channel for discharging the fluid boosted by the pressure increasing channel, and the inside of the discharge channel A pump housing having a circulation flow path for guiding a fluid of
A motor having a rotating shaft for rotating the impeller, a rotor connected to the rotating shaft, and a stator for rotating the rotor;
A cylindrical can separating the rotor and the stator;
A motor housing that houses the motor and the can,
In the motor housing, a can channel that guides fluid from the circulation channel between the can and the rotor, and a fluid that has passed through the can channel passes between the rotor and the rotation shaft. A return flow path leading into the pump housing is formed,
A cascade pump, wherein an intermediate chamber into which the fluid from the return flow path is introduced and a return flow path for guiding the fluid in the intermediate chamber to the suction flow path are formed in the pump housing.

The rotating shaft has a solid structure;
The cascade pump according to claim 1, wherein a shaft support portion that rotatably supports a central portion of one end of the rotation shaft is provided in the pump housing.

3. The cascade pump according to claim 1, wherein the intermediate chamber is formed on the radially inner side of the impeller from the suction flow path when viewed in parallel with the rotation axis.

The cascade pump according to claim 1, wherein the can is formed integrally with the motor housing.