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公開番号2025091890
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207419
出願日2023-12-08
発明の名称インペラ、及び磁気浮上式ポンプ
出願人株式会社PILLAR
代理人弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
主分類F04D 13/06 20060101AFI20250612BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】軸方向の位置復元力が作用するインペラを低コストで製作することができる技術を提供する。
【解決手段】本開示のインペラは、移送流体の流入口及び流出口を有するハウジング内において、軸線回りに回転可能に配置されるインペラであって、軸方向に貫通するバランスホールが径方向内側に形成された円柱状のインペラ本体と、前記バランスホールにおける前記流入口に近い側となる軸方向一方側の開口に対して、前記軸方向一方側に間隔をあけて対向する円板状の仕切板と、前記仕切板よりも径方向外側において、前記仕切板の周方向に沿って配置された複数の羽根と、を備え、複数の前記羽根は、それぞれ前記仕切板の外周面に対して前記径方向外側に隙間をあけて配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
移送流体の流入口及び流出口を有するハウジング内において、軸線回りに回転可能に配置されるインペラであって、
軸方向に貫通するバランスホールが径方向内側に形成された円柱状のインペラ本体と、
前記バランスホールにおける前記流入口に近い側となる軸方向一方側の開口に対して、前記軸方向一方側に間隔をあけて対向する円板状の仕切板と、
前記仕切板よりも径方向外側において、前記仕切板の周方向に沿って配置された複数の羽根と、を備え、
複数の前記羽根は、それぞれ前記仕切板の外周面に対して前記径方向外側に隙間をあけて配置されている、インペラ。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記仕切板の外径をＡ、複数の前記羽根それぞれにおける前記仕切板との最近接端に外接する仮想外接円の直径をＢとしたとき、０．８９≦Ａ／Ｂ＜１．００の関係を満たす、請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記間隔の軸方向の寸法をＣ、前記羽根の軸方向の最小寸法をＤとしたとき、０．２≦Ｃ／Ｄ≦０．６の関係を満たす、請求項１又は請求項２に記載のインペラ。
【請求項４】
移送流体の流入口及び流出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置される、請求項１又は請求項２に記載のインペラと、
前記インペラを回転駆動するモータと、
回転中の前記インペラを非接触で支持する磁気軸受部と、を備える磁気浮上式ポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラ、及び磁気浮上式ポンプに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気浮上式ポンプは、ハウジングに対してインペラを、磁気により浮上させて非接触で支持しながら回転させる。インペラは、その回転中に軸方向へ移動すると、ハウジングに接触して破損するおそれがある。このため、磁気浮上式ポンプのインペラには、軸方向一方側へ移動したときに軸方向他方側へ押し戻すための位置復元力を作用させる仕組みが必要となる（例えば特許文献１の図２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された磁気浮上式ポンプのインペラ（rotor）は、複数のバランスホール（relief bore）を有するインペラ本体と、円板状の仕切板（partition element）と、仕切板の外周に固定された複数の羽根と、を備える。各羽根は、仕切板より上側の第１羽根部（first vanes）と、仕切板より下側の第２羽根部（second vanes）と、を有する。
【０００４】
第１羽根部は、仕切板より上側において、インペラの回転に伴う遠心力により、ハウジングの入口から出口への移送流体の流れ（主流）を発生させる。この主流により、インペラには、軸方向上側へ引っ張られる荷重が作用する。第２羽根部は、仕切板より下側において、インペラ本体の内周側（バランスホール）と外周側との間で移送流体が循環する流れ（循環流）を発生させる。この循環流により、インペラには、軸方向下側へ引っ張られる逆荷重が作用する。
【０００５】
磁気浮上式ポンプの運転中は、軸方向上側への荷重と軸方向下側への逆荷重とが均衡することで、インペラは軸方向の所定位置に保持される。この状態からインペラが外力によって軸方向下側へ移動すると、循環流の流量が減少して軸方向下側への逆荷重が小さくなる。これにより、インペラには、軸方向上側への荷重が位置復元力として優位に働く。逆にインペラが外力によって軸方向上側へ移動すると、循環流の流量が増加して軸方向下側への逆荷重が大きくなる。これにより、インペラには、前記逆荷重が位置復元力として優位に働く。これらの位置復元力によって、前記所定位置から軸方向両側へのインペラの移動が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
米国特許第９１１５７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の磁気浮上式ポンプのインペラを製作する際に、例えば羽根を溶着により仕切板の外周に固定する場合、複数の羽根をそれぞれ仕切板に溶着する必要がある。このため、インペラの製作に必要な工数が多くなり、製作コストが増大するという問題がある。
【０００８】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、軸方向の位置復元力が作用するインペラを低コストで製作することができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本開示インペラは、移送流体の流入口及び流出口を有するハウジング内において、軸線回りに回転可能に配置されるインペラであって、軸方向に貫通するバランスホールが径方向内側に形成された円柱状のインペラ本体と、前記バランスホールにおける前記流入口に近い側となる軸方向一方側の開口に対して、前記軸方向一方側に間隔をあけて対向する円板状の仕切板と、前記仕切板よりも径方向外側において、前記仕切板の周方向に沿って配置された複数の羽根と、を備え、複数の前記羽根は、それぞれ前記仕切板の外周面に対して前記径方向外側に隙間をあけて配置されている。
【００１０】
インペラに対して軸方向の位置復元力を作用させるためには、仕切板の軸方向両側に発生する主流と循環流を完全に分離させればよいと考えるのが一般的である。主流と循環流を完全に分離させるためには、仕切板の外周に複数の羽根を固定して一体化させる必要がある。これに対して、本願発明者は、鋭意研究を重ねた結果、上記のような一般的な考えに反して、複数の羽根を仕切板から切り離した場合であっても、インペラに対して軸方向の位置復元力が作用することを見出した。その結果、上記（１）に係る発明が得られた。
（【００１１】以降は省略されています）

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