JP2001522425A

JP2001522425A - 原動力発生機構及びポンピング機構

Info

Publication number: JP2001522425A
Application number: JP54606298A
Authority: JP
Inventors: マイケル、ジー．ハートマン
Original assignee: セントリフロー、リミテッド、ライアビリティー、カンパニー
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2001-11-13
Also published as: WO1998048167A2; GB2338516A; AU721827B2; CA2286095A1; AU6946698A; GB9923707D0; WO1998048167A3; GB0122565D0; CN1260862A; DE19882347T1; GB2338516B

Abstract

(57)【要約】本発明の原理により、１つの好ましい実施形態において、ポンピングシステム（９０）が提供される。このシステムは管（１１２）を回転自在に支承するハウジング（１０８）を含み、複数の磁石（１１６）がこの管の回りに配設される。磁石は管を回転させる磁力を発生する。このシステムはさらに管に接続されたポンプ（９４）を含む。管が回転する際に、ポンプが機械的回転エネルギーを受け、このエネルギーがポンプを作動する。さらにシステムが流体をポンピングするように作動する時、ポンプと管を通して流体が流れるように管とポンプが相互に流体連通される。好ましくはシステム中においてポンプの吐出口末端（９８）が管に接続するので、流体はまずポンプを通り次に管を通る。

Description

【発明の詳細な説明】原動力発生機構及びポンピング機構関連出願の相互参照本願は１９９７年４月１８日出願の先願同時係属出願、シリアルＮｏ．08/844 ,576の一部継続出願であって、ここにその先願の出願日の利益が３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０の下に請求される。発明の分野本発明は一般的に原動機に関するものであり、特にポンピングシステムに関するものである。発明の背景実際上有史以来、ポンプは人類の文明にとって重要であった。人類は歴史上ほとんど常に流体を１つの箇所から他の箇所に輸送するなんらかの必要を感じている。人類はおそらく穀物の潅漑の必要から、また／あるいは村落に水を供給する事に関連して最初のポンプを発明したのであろう。その時以来、人類はその他の流体輸送の必要に応じるためにポンプを使用してきた。例えば井戸からの水のくみ出し、冷却システムを通しての冷媒の循環、空気系統に使用するための空気の加圧などであるが、これはポンプの多くの用途の一部の例にすぎない。すべてのポンプについての共通の問題点はポンプの与えられたサイズ乃至重量に対してポンプを通る流体の流速を最大限にするにあった。すなわちポンプ効率の極大化にあった。流体を流れさせるためには、次のようなポンプ作用の一般的な３類型がある。すなわち、（ｉ）容積式ポンプ作用,（ｉｉ）遠心作用、および（ｉｉｉ）軸流作用。これらのいずれのシステムにおいても、その結果は流体を特定方向に流れさせるにある。もちろん、いかなるポンプも原動機を必要とする。すなわちポンプの中で容積式ポンプ作用、遠心作用または軸流作用を生じるための原動力を生じるためにある種の機構を必要とする。一般的に、これらのシステムは非一体的原動機を使用する。すなわち原動機はシャフト、歯車装置、ローラまたはその他の機械的構造に接続され、ポンプ中において容積式ポンプ作用、遠心作用または軸流作用を生じるための原動力を供給する。ポンプ系統において原動機を流体流機構に連結する機械的構造は多くの用途において満足であるが当然にそのコストと種々の不便を伴う。例えば、すべての連結機構はコストがかかり、破損する可能性があり、スペースを取り、ポンプシステムの重量を増加させ、また摩擦損を生じる。二、三の米国特許は一体的原動機を使用するポンプ構造を開示している(例えばトラビスに発行された米国特許第3,972,653号およびスネッドンに発行された米国特許第5,017,087号参照)。基本的にこれらの構造はモータを有し、このモータの中において回転軸が中空である。インペラシステムがこの回転軸の中に取り付けられ、モータが作動される時に中空軸と共に回転して流体を中空軸を通して流れさせる。モータハウジングに取り付けられた静止磁石が磁力を生じ、この磁力が中空軸を回転させる。このような構造は非一体的原動機を備えたポンピングシステムに固有の少なくとも一部の問題点に対応するものであるが、ポンプ−モータ一体的構造は広く一般に受け入られていない。例えば、出願人は井戸から油または水を排出するために使用される一体的ポンプ−モータ構造を知らない。灌漑用水源から水をポンピングするために農業で使用される排水ポンプについても同様である。このように市場で成功しないことには１つの理由がある。非一体的モータ−ポンプシステムがポンプ工業分野においては支配的であり相当に良く作動している。企業家は明白な否応ない利点がない限り、証明されていない技術に投資するのを躊躇する。先行技術の文献は広く一体的モータ−ポンプ構造を開示しているが、一般に現在のポンプシステムに対してすぐ採用されるような明白な利点を持つ装置は開示または示唆されていない。さらに従来の文献は一般に現存のポンプシステムに対して簡単に一体化される機構を開示していない。一般に従来の文献は、現存の非一体的モータ−ポンプ構造の中に組み込んで利益を生じる事の出来ない装置を開示している。従ってこのような機構は現在の市場で隙間を見つけることが出来ない。すなわちこれらの機構はその将来可能な利益にも係わらず「足がかり」を掴むことができない。本発明は、特定の用途に特に適当な一体的モータ−ポンプ構造に関するまたはこのような構造を含む機構を提供するものである。この機構は、現存システム以上にすぐに使用可能な明白な利点を提供しまた／あるいは現存のシステムと簡単に一体化させる事ができる。発明の概要本発明の原理に従って提供される機構は、好ましい実施形態においては、一般に原動力を生じるように作動する。さらにこの機構は、駆動システムと一体を成すインペラ／ポンピング区画を有するポンピング構造に特に適している。一体的構造は、本質的に別々の原動機区画とポンピング区画とを必要とする先行技術のポンピングシステムに固有のロスを避けるので効率が改良される。さらに一体的構造は駆動システムを通して実質的に流体流を生じるので、機構を原動機として使用する際に、すなわち他の装置に原動力を供給するために使用する際に、駆動システムの冷却を増進する結果となる。本発明による機構はハウジングと、ハウジング中に回転自在に搭載された管とを含む。さらに詳しくは、この管はその縦方向軸線回りにハウジングに対して回転するようにハウジング中に搭載される。原動システムまたは駆動システムが管に作用して、管をハウジングに対して回転させる。駆動システムは、管を回転させる磁力を発生するため、ハウジングの中に管の回りに配置された複数の磁石を含む。さらに詳しくは、磁石は好ましくは管とハウジングの両方に取付けられる。磁石は管の回転を生じるため、通常のモータと同様に相互作用磁力を発生する。他の好ましい実施形態においては、管は必ずしも磁石を含まず、通常の誘導モータと同様に、ハウジング中に取付けられた磁石からの誘導作用で駆動される。１つまたは複数のインペラが管に取付けられる。これらのインペラは管が回転する際に管を通しての流体流を生じるように成されている。従って駆動システムによる管の回転が管を通しての流体流を生じる。流体はハウジングの一端の吸引口を通してハウジングの中に入り、ハウジングの他端の吐出口を通して排出される。少なくとも１つの好ましい実施形態において、吸引口と吐出口はハウジングの中に、管の縦方向軸線から離れてこの軸線と整列しない位置に画成される。さらに好ましい他の実施形態においては、ハウジングの中において、流体流は少なくとも部分的に管の外側面にそって、また少なくとも部分的に管の内部を通して画成された流体流を成す。さらに他の好ましい実施形態においては、管の少なくとも一端が他の装置との接続のため、ハウジングの外壁を通して延在する。さらに詳しくは管は他の装置に接続されて機械的回転エネルギーを加える。すなわち他の装置の原動機として作用する。前記の構造の変更態様として、他の好ましい実施形態においてはシャフトが管を支承する。この構造においては、ハウジングがシャフトを回転自在に支承して管を回転させる。シャフトの少なくとも一端がハウジングの外部に延在して他の装置に接続され、この装置の原動機として作用する。さらに他の好ましい実施形態において、システムは前述と同様に管を有するが、この管は必ずしもインペラを備えていない。この機構がシステム中のポンプに連結されて、このポンプの原動機構または駆動機構として作用する。運転に際して管が回転して、ポンプに対して機械的回転エネルギーを加え、このポンプを作動させる。またシステムが流体をポンピングする時に、流体がポンプと管とを通して流れるように、ポンプは管と流体連通される。好ましくはポンプの吐出口末端が管に接続されるので、流体はまずポンプを通して流れ、次に管中を流れる。他の好ましい実施形態において、前記のシステムは、原動／駆動機構の他端に接続された第２ポンプを含むように変更される。原動／駆動機構の管の一端が一方のポンプに接続され、管の他端が他方のポンプに接続される。この構造において原動／駆動機構は両方のポンプに対して機械的回転エネルギーを加える。運転に際して、流体はまず一方のポンプを通り、次に原動／駆動機構の中を通り、最後に他方のポンプを通る。前記の２つの実施形態において、原動／駆動機構は「流通(フロー・スルー)」原動機として効率的に作用する。すなわち原動／駆動機構は単数または複数のポンプを作動し、流体はこの原動／駆動機構と単数または複数のポンプを通して流れる。しかし原動／駆動機構は必ずしも流体をポンピングしない。むしろ、ポンピングはシステム中の他の要素、すなわち単数または複数のポンプによって実施される。オプションとして、原動／駆動機構中の管がインペラを含み、従って流体をポンピングする事ができる。従って本発明は、特にポンピングにおいて一般的に原動力を生じる機構を提供する。図面の簡単な説明以下、本発明を図面に示す実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。付図において、第１図は本発明による管システムの好ましい実施形態の一部破断斜視図、第２図は第１図のシステム中の管の代わりに使用される本発明による管の他の好ましい実施形態の斜視図、第３図は第１図の管システムを合体する本発明による機構の横断面であって、システムの一部を斜視図で示す図、第４図は本発明による機構の他の好ましい実施形態の部分的断面図、第５図は第４図の５−５線にそった断面図、第６図は本発明による機構の他の好ましい実施形態の断面図、第７図は流通型原動機構造を有する本発明のシステムの他の好ましい実施形態の断面図、また第８図は流通型原動機構造に接続された２つのポンプを有する本発明によるシステムの他の好ましい実施形態の断面図である。好ましい実施形態の詳細な説明第３図は本発明にる機構１０の好ましい実施形態を示す。この機構１０は一般に原動力を生じるように作動し、また特にポンプ用途に適している。下記においてさらに詳細に説明するように、この機構１０は非一体的原動機を有する現存のポンピングシステムに一体化する事ができる。さらに、この機構１０はポータブル用であって、ポンピングのための現存のポンピングシステムとライン接続する必要がない。機構１０の主要な部品は下記を含む。（ｉ）シリンダまたは管システム１２、（ｉｉ）前記管システムを取り囲みまたは包囲するハウジング１４、および（ｉｉｉ）動力システムまたは駆動システム１６。第１図はハウジング１４から取り出された管システム１２の一部破断斜視図である。この管システム１２はシリンダまたは管１８を含み、この管１８はその内部を縦方向に走るインペラ２０を有する。支承軸２２が管１８の内部をその縦方向軸線にそって延在する。インペラ２０は管１８および軸２２に対して装着され、軸から管の内側面まで延在し、管の縦方向にスクリューコンベア構造として螺旋形に配置される。管１８がその縦方向軸線周りに回転する際に(またインペラ２０が管１８と共に回転する際に)、インペラは流体を管内部を流すように作用する。さらに第１図は管１８の縦方向軸線周りの回転を生じるための駆動系統１６の一部を示している。この駆動系統１６は管１８の外周面に取り付けられた複数の磁石２４を含む。これらの磁石は好ましくは通常の電磁石とし、鉄心２５と巻線２８とを有する。磁石２４は、通常のモータの電機子の中に使用される型の電磁石と同様に、管１８の外周面にそってほぼ規則的間隔で離間配置されている。管１８が回転する際に磁石２４に対して電力を供給するため、管１８の外周面にそって整流子またはスリップリング（図示されていない）が取り付けられている。整流子／スリップリング構造は、通常のモータの電機子に対して電力を供給する整流子／スリップリング構造と同様に、磁石２４の巻線２８に対して接続する。第３図について述べれば、管システム１２はハウジング１４の内部に回転自在に搭載される。ハウジングの両端の通常の軸受３０が軸２２を回転自在に支承する。軸２２の両端はハウジングの外壁を通過し、また軸受３０の中を通る。また軸２２の両端はハウジング１４の内部において各軸受３０に対向する内部環状シール２６を通る。これらのシール２６は軸外周面を包囲して軸２２の回りのシールを形成する。軸２２が回転するに従ってシール２６が軸の外部にそって滑り、軸の外周面と密封接触を保持して、ハウジング１４内部の流体がハウジング／軸界面から脱出する事を防止し、また軸受３０を防護する。軸２２の両端は同じく各軸受３０の反対側の外側環状シール２７を通して延在する。ハウジング１４の下側面から脚または搭載脚３１が延在する。この脚３１が機構１０を搭載面の上方に支承する。ハウジング１４の各端部は機構１０をポンプとして作動させるための開口３２を画成する。前述のように管１８が回転しインペラ２０が管と共に回転する際に、回転するインペラが流体を管中を流れさせる。開口３２の一方が流体をハウジング１４および管１８の中に受けるための吸引口を成す。他方の開口３２が流体を管１８から受けてハウジング１４から排出させるように作用する。さらにハウジング１４の頂部が開口３４を含み、この開口は着脱自在プラグ３６によって密封される。開口３４は機構１０のプライミングを可能とし、この場合、ポンピング流体は液体である。すなわち開口３４は流体ポンピングを生じるのに十分な呼び水をハウジング１４の内部に充填する事ができる。ハウジング１４の内部はその中心に配置された円筒形または管状凹部３８を含む。管状凹部３８は、磁石２４の搭載された管１８の部分を同軸的に取り囲み包囲する。また管状凹部３８の各端部をカラーまたは大型環状シール４０が密封する。管１８の両端部は環状シール４０の中心を貫通し、シールの内側面に滑りばめされて管状凹部３８の両端を密封する。管１８が回転する際に、シール４０の内側面が管の外側面にそって摺動し、管の外側面と密封接触する。このようにして液体のポンピングに際して、環状シール４０は、ハウジング１４と管１８とを通してポンピングされる流体が駆動システム１６の電気要素と接触する事を防止する。静止磁石４２が管１８の回りに、管状凹部３８の中においてハウジング１４に対して搭載される。また静止磁石４２は駆動システム１６の一部を成し、好ましくは巻き線４３と鉄心４１とを有する通常の電磁石である。静止磁石４２は管状凹部３８の回りに周方向にほぼ規則的間隔で搭載される。運転に際して、静止磁石４２と管状磁石２４が相互的磁気作用を生じ、この磁気作用が管１８を回転させる。さらに詳しくは通常のモータ構造において静止磁石がモータ電機子に取付けられた磁石に近接して搭載されるように、静止磁石４２は管状磁石２４に近接搭載される。前述のように、機構１０中の磁石２４と４２は通常のモータ構造におけると同様に相互的磁気作用を生じる。管１８と共に回転するインペラが流体を管１８を通して貫流させる。このようにして機構１０は一体的原動機／ポンプシステムとして作動して、流体を一方の開口３２から吸引し、他方の開口３２を通して吐出する。本発明の機構１０の利点はこの機構が他の装置の駆動のために使用できる事にある。すなわち、機構１０は原動機として作用する事ができる。そのため、軸２２の両端がハウジング１４の外壁を通して突出して、他の装置に連結する。すなわち、駆動力を生じて他の装置の原動機として作用するため、軸の両端を他の装置に機械的に連結する事ができる。例えば軸２２の両端を通常のポンプに連結してポンプ原動機として作用する事ができる。この構造においては、本発明の機構１０はポンプと共に「段階的」に組立てる事ができる。すなわち、ポンプからの出力が機構１０の中に入力され、またはその逆とし、このようにして機構とポンプが組立てられて、そのいずれかが単独で発生するよりも高い容積および／または圧力の流体流を生じる事ができる。またこの故に、本発明の機構１０を１つまたは複数の非一体的原動機を有する現存ポンプシステムの中に容易に一体化する事ができる。さらに機構１０の作動する時には常に、管１８中の回転インペラ２０の故に、流体が管１８の中心を流れる。このような流体流の結果、従来型の電気モータと比較して冷却が改良される。従って、この機構１０については、過熱防止の冷却が重要な関心事である原動機としての用途が考えられる。本発明の機構１０は、現存の配管系統と「インライン」接続する必要がないというもう１つの利点を有する。さらに詳しくは先行技術の特許は、一般的に管の回転軸線を配管系統と整列させる必要のある一体的原動機／ポンプシステムを提案している。本発明の機構１０は管１８の回転軸線から離れた箇所に配置された吸引口と吐出口３２を有する。すなわち、吸引口および／または吐出口３２は管の縦方向軸線と非整列である。この構造はさらに、１つまたは複数の非一体的原動機を有する現存システム中への一体化を容易にする。機構１０は現存配管システムと「インライン」接続される必要がないのであるから、この構造はポータブルであり、「スタンドアローン」使用を可能とするものである。この可搬性は機構１０を操作するために外部から把持するための１つまたは複数の外側ハンドルを備える事によって増進される。本発明による機構は流体流を生じるために任意適当な型のインペラを使用する事ができる。インペラ構造は流体の種類に対応して最適化する事ができ(例えば液体ではなく空気またはその他のガス、または場合によっては高度に粘性の流体に対するインペラ構造)、また所望のポンピング容量、圧力および／またはその他のパラメータに対して適合させる事ができる。特に第６図は他のインペラ構造を有する本発明による機構４４の他の好ましい実施形態を示す。第６図に図示の機構４４は前述の実施形態の部品と実質的に同様の二、三の部品を含む。実質的に同様の対応部品を示すため、第６図の実施形態と前述の実施形態において同一の参照数字を使用し、第６図の部品には参照数字の次にプライム符号（'）を付けた。前述の実施形態と比較して第６図の機構４４の主な外部的相違点は、この機構の軸の両端が装置から突出していない事にある。この点において、第６図の機構４４は通常のポンプなどの他の装置を駆動するように設計されていない(ただしこの構造は、後述するようにその目的から変形する事ができよう)。他の特徴において、機構４４は外見的には前述の実施形態と同様に見える。さらに詳しくは、機構４４は前述の実施形態のハウジングと実質的に同等のハウジング１４’を使用する。簡単に述べれば、機構４４を１つの表面の上方に支承するために、ハウジングの下側面から搭載脚３１’が延在する。ハウジング１４’ の各端部の開口３２’が機構４４をポンプとして作動させる。さらに詳しくは一方の開口３２’はポンプの吸引口として作用し、他方の開口３２’はポンプの吐出口として作用する。ハウジング１４’の頂上の開口３４’は着脱自在プラグ３６’によって密封され、機構４４のプライミングを可能とする(この場合、ポンピング流体は液体である)。ハウジング１４’の環状凹部３８’が各端部において大きな環状シール４０’によって密封され、機構４４の駆動システム１６’を実質的に包囲する。機構４４はその内部において別個の管システム４５を使用する。この管システム４５は前述の実施形態の管と実質的に同様の管１８’を使用するが、変更されたインペラ構造を有する。さらに詳しくはインペラ４６，４８，５０は相互に離間された羽根（ベーン）またはブレードの形を有する。インペラ４６，４８，５０は軸５２から放射方向に突出する。軸５２が管１８ ’の長手方軸線にそって管の中を貫通する。ハウジング１４’の両端の軸受３０ ’が軸５２を回転自在に支承する。実際上軸５２の両端がハウジングの外壁を貫通し軸受３０’の中に入る。さらに軸５２の両端は前述の実施形態の内側環状シールと実質的に同様の各軸受３０’と反対側の内側環状シール２６’を貫通する。ハウジング１４’に隣接した各軸受３０’から反対側にキャップシール５３が配置されて軸受および軸５２を外部環境から密封する。(他の実施形態において、キャップシール５３の一方または両方の代わりに環状シールを使用する事ができ、また軸５２がこれより長い軸を使用する事ができる。このようにして、軸の一方の末端または両端が前記の実施形態と同様に突出して他の装置を駆動する事ができる。すなわち原動機として作動する事ができる)。インペラ４６、４８および５０はそれぞれ軸５２にそって相互離間した位置から組立体を成して放射方向に突出する。グループ４６、４８または５０の各インペラはインペラ組立体を成す位置において、軸の外周にそつて相互に離間された位置から外側に突出する。第１セットのインペラ４６は管１８’の長さにそって内側に、軸５２から管１８’の内側面まで延在する。これより大きなインペラ４８または５０が管１８’ の両端の前方または後方において軸５２から突出する。これらの大直径のインペラ４８および５０は管１８’の外部にあるので、管１８’の直径より大きい距離延在する事ができる。流体の流れに対応して、大直径のインペラ４８、５０は機構４４の中のポンピング効率を高めるため、同一長さまたは相異なる長さ延在する事ができる。図示の場合、大直径インペラ４８は管１８’の一端に隣接配置され、管の他端に隣接するインペラ５０よりも大きい距離延在する。機構４４は前記の実施形態の駆動システムと実質的に同様の駆動システム１６ ’を含む。簡単に述べれば、この駆動システム１６’は管１８’の外周面に取り付けられた複数の磁石２４’を含む。磁石２４’は好ましくは通常の電磁石であって、巻線２８’と、鉄心２５’と、管１８’が回転する時に磁石に電流を供給するための整流子／スリップリング構造（図示されず）とを有する。静止磁石４２’が管１８’の回りに管凹部３８’の中においてハウジング１４’の内部に搭載される。静止磁石４２’はまた好ましくは巻線４３’と鉄心４１とを有する電磁石とする。操作に際して、静止磁石４２’と管状磁石２４’が相互作用磁力を生じ、この磁力は管１８’を回転させる。さらに詳しくは、モータの電機子上に取り付けられた磁石に近接して取り付けられた静止磁石を有する通常の電気モータ構造と同様に、静止磁石４２’は磁石２４’に隣接搭載される。一般に、大型の軸受（およびこの軸受を保護するシール）はコストが高い。前記の各実施形態は機構１０または４４の中に管を支承するための軸を使用する。この構造は、より小さい軸受の使用を可能とする。すなわち管の直径に対して軸の直径が小さいので、回転軸の支承のために小さい軸受を使用する事ができる。二、三の用途においては、例えば最大限ポンピング効率を要求する用途において、コストの増大にも係わらず大型の軸受（および大型の軸受シール）を使用する事が望ましい場合がある。さらに詳しくは、前記の実施形態における軸はスペースを取るので、この理由から機構１０、４４を通しての流体ポンピング率を低下させる。第２図はこれらの機構の他の実施形態において使用される軸を有しない管５６を示している。さらに詳しくは管５６は、中心軸による支承を必要としないインペラ５８を有する。その代わりにインペラ５８は管の５６の内側面から内側に突出している。各インペラ５８は管の長さにそって傾斜された湾曲羽根を成す。インペラ７０または７２が、管の長さにそつて相互に離間された位置において内側組立体または外側組立体を成して取り付けられる。内側組立体の各インペラ７０はその組立体の位置において、管６８の内側面にそって相互に離間した位置から内側に放射方向に突出する。これと反対方向に、外側組立体の各インペラ７２は、この組立体の位置において、管６８の外側面の相互に離間した位置から外側に放射方向に突出する。さらに管システム６２は、管６８をその縦方向軸線周りに回転させるための駆動システム６６の一部を含む。さらに詳しくは、磁石７４が管６８の本体部分に取り付けられている。これらの磁石７４は好ましくは管本体の一端の近くに、管６８の外周の一部にそつて取り付けられる。磁石７４は通常の多くの型のモータにおいて使用される型の永久磁石とする。磁石７４は、通常の型の電機子の上に使用される永久磁石と同様に、管の外周にそってほぼ規則的間隔で配置される。機構６０を通しての流体流効率を増大するため、磁石７４は好ましくは管の外側面の中に嵌入され、各磁石の外側面が管の外側面と同一水準となる。管システム６２はハウジング６４の中に回転自在に取り付けられる。この場合、ハウジング６４は全体として円筒形または管状を成し、管システム６２を実質的に取り囲みまたは包囲する。管システム６２は、ハウジング６４の中に実質的に同軸的に取り付けられる。さらに詳しくは、ハウジング６４は、管６８（およびこの管から外側に延在するインペラ７２）が管の縦方向軸線周りに干渉なしで回転する事ができるのに十分な内径を有する。ハウジング６４の各端部の軸受（図示されず）が管の回転を可能とするために管６８の各端から突出する首部６９を受ける。これらの軸受は好ましくは市販の型のものとし、この軸受においては専用の流体またはポンピングされる流体がすべての必要な潤滑作用を供給する(通常の地中井戸ポンプは代表的にはこれらの型の軸受を使用する)。従って、この実施形態において軸受はシールの間に「挟持」される必要はない。従って首部６９は管システム６２を回転自在に支承する軸受中の軸として作用する(管本体よりも細い首部６９は、それだけ低コストの小型軸受の使用を可能とする)。この取り付け構造においては、首部６９の末端はハウジング６４の両端を通して外部環境に露出される。さらにハウジングの両端は非常に多数の小孔を含み末端グリッド７６を備えるので、ハウジング内部はハウジング６４の両端を通して外部環境と流体連通する。管６８が回転するときに、インペラ７０と７２はハウジングの一方の末端のグリッド７６を通してハウジングの中に流体を吸引し、ハウジングの他端のグリッドとして流体を吐出する。さらにこれらの首部６９が中空の場合、インペラ７０と７２はこれらの首部６９を通して管６８の中に直接流体流を生じる。内部インペラ７０は主としてグリッド７６を通して管６８の中に直接に流体流を生じるためのものである。これらの首部６９が中空の場合、これらの首部を通しての流体流も生じる。逆に外側インペラ７２は、ハウジングの両端のグリッドを通して管６８の外側面にそって流体流を生じるためのものである。すなわち外側インペラ７２は主として、管６８の外側面とハウジング６４の内側面との間の各スペースを通して機構６０を通る流体流を生じるためのものである。さらに図示のように、管６８の外側面に配置された外側インペラ７２は、ハウジング６４の内側面に取り付けられた隣接磁石７８の間の、駆動システム６６によって占められていないスペースの中に流体流を生じる。しかし管の肩部分の孔７１を通して、また／あるいは他の実施形態において管の側面に備えられた他の孔を通して、ハウジング６４内部において管６８の内側から外側に、またその逆方向に流体流を生じる事ができる。ハウジング６４の一端または両端において、流体流を特定方向に指向するためのノズル７３を含む事ができる。ノズル７３は全体として漏斗の形に対応する。ノズルの漏斗形状の大直径末端がハウジング６４の一端に嵌合する。漏斗形状の小直径末端が配管またはその他の流体導管に接続されて流体をハウジング６４の中に送りまたはハウジングから流体を排出する。またノズル７３はハウジングのそれぞれの末端を保護する作用をする。駆動システム６６は管６８の回りに、ハウジング６４の内側面にそって取り付けられた複数の静止磁石７８を含む。これらの静止磁石７８は好ましくは通常の電磁石とし、ハウジングの内周面にそってほぼ均等間隔で取り付けられた巻線８０と鉄心８１とを有する。さらに詳しくは、これらの静止磁石７８は管６８上の磁石７４に対向して、ハウジング内側面の断面に取り付けられている。操作に際して、静止磁石７８と管磁石７４が相互作用磁場を生じ、これが管６８を回転させる。各静止磁石７８はプラスチック材料８２の中に埋め込まれまたは密封される事が好ましい。このプラスチック材料８２はポンピング流体が流れる際に静止磁石７８を機構６４を通しての流体流から保護し短絡を防止する。図示のように、プラスチック材料は機構６０を通しての流体流の効率を改良するために、急な隅部を丸くしまたは平滑にするように成形される。外部電源から巻線８４を通して各静止磁石７８に電力を供給するために、ハウジングの壁体にそってプラスチック材料８２を通して絶縁配線（図示されず）が延在する。管６８上の磁石７４は永久磁石であるから、これらの磁石は磁界を発生するために電力源を必要としない。従ってこれらの永久磁石は、ポンピング流体が通る時、短絡を防止するために流体との接触から防護される必要がない。しかしその欠点は、一般に電磁石のみを使用する構造と比較して同程度のトルクが得られない事にある。しかし他の実施形態において、永久磁石７４の代わりに通常の誘導モータのように、誘導システムを使用する事ができる。誘導モータにおいては、モータの電機子または回転子上に取付けられた鉄心要素に作用し、これらの要素が誘導電流を介して作用する。その結果として相互作用磁界を生じ、これが回転子の回転を生じる。回転子に対する直接の電力供給が存在しないので、すなわち誘導作用のみで回転子に対して電力が供給されるので、電力をモータに供給するためのブラシは必要ない。従って通常の誘導モータと同様に、機構６０の中に同様の誘導システムを合体させる事ができる。電力はブラシを介在させずに誘導作用のみによって管に供給されるのであるから、管６８上の駆動システム成分は流体と接触しないように、プラスチックまたはその他の密封材料中に密封する事ができよう(他の実施形態において、永久磁石構造または誘導構造を前述の機構１０および４４に使用する事もできる)。ポンピングの場合、機構６０は特に地下井戸ポンピングに際して先行技術のポンピングシステムと比較して種々の利点を示す。井戸の中で使用するための先行技術の多くの地下ポンピングシステムは一連の回転インペラを使用する。インペラはハウジングの中に同軸的に取付けられる。モータがハウジングの底部に取付けられ、モータ軸の一端を介してインペラの回転を生じる。使用に際して、このような地下ポンピングシステムがケーシングを通して井戸の中に配置される。井戸の中において、モータとインペラを収容する区画との間の入口を通して流体がハウジングの中に入る。次にモータを作動すると、インペラが流体をケーシング中の配管を通して地表までポンピングする。このような先行技術のポンピングシステムにおいて流体流効率を増進するため、モータはインペラを収容するハウジングの底部に搭載されなければならない。さらに詳しくは流体はモータを通して貫流する事ができないので、モータは流体流通路外の位置に配置されなければならない。しかし、ハウジング底部のモータの配置は、インペラ区画の全長にそって延在する電線ケーブルを必要とする。井戸ケーシング中のスペースが限定されているので、モータに達するケーブル配置はインペラ区画の直径を制限する。従ってインペラ区画の直径の制限はポンプによって得られる極大流量を低減させる。機構６０は一体的モータ−インペラ／ポンプ構造を有する。すなわち、ポンピングされる流体はモータを通して効率的に流れる。従って機構６０が井戸ケーシングを通して井戸の中に配置される時に、駆動システム６６は機構６０の上端近くに配置され、流体流の効率を妨げない。従って駆動システム６６の電気ケーブル８４はインペラ区画の全長にそって延在する必要はない。故にインペラ区画は効率的に大直径を有してポンピング効率を増進する事ができる。さらに一体的インペラ／モータ構造は多くの先行技術のシステムにおけるようなモータとインペラとの間のシャフト連結を有しない。前述のようにこのような連結構造は摩擦ロスを生じ、スペースをとり、重量を加えまたコスト高であり、また機械的破損をまぬがれない。機構６０はこのような連結を使用しないので、これらの問題点を避ける事ができる。図示のように、管６８の首部６９の各端部はハウジング６４の対応の末端を通して延在する事ができる。このようにして延在する管首部６９が他の装置に連結されて機械的回転エネルギーを生じる事ができる。すなわち、第１実施形態と同様に他の装置の原動軸として作用する事ができる。従って機構６０は前記の第１実施形態と同様に他のポンピングシステムと段階的に配置する事ができる。さらに機構６０を原動機として使用する場合には、駆動システム６６と管６８を通しての流体流の結果、先行技術の原動機と比較して冷却が改良される。機構６０を単に流通型原動機として使用する用途が考えられる。すなわち、機構６０が他の装置を駆動し、流体が他の装置と機構とを通して流れ、機構は流体のポンピングを生じる必要はない。すなわちポンピングは他の装置またはシステムによって実施される。従ってこの流通型原動機構造においては、機構６０中のインペラ７０，７２は除去する事ができる。例えば、第７図にはこのような流通型原動機構造を有する本発明によるシステム９０の好ましい実施形態を示す。第７図はしばしば「ダウン・ザ・ホール」と呼ばれる地下ポンピングにおいて使用されるシステム９０を示す。すなわち、地下ポンピングシステムがケーシングを通して井戸の中に配置される。第７図において参照数字９２はシステム９０が配置された井戸ケーシングを示す。システム９０は、ポンプ９４と、このポンプの原動機構または駆動機構として作用する流通型原動機９６とを含む。ポンプ９４は、１つの主要な相違点を除いて、通常の地下多段式遠心ポンプと実質的に同等である。すなわちポンプの吸引口端部１００ではなく、ポンプ９４の吐出口端部９８が原動機構または駆動機構（すなわち流通型原動機９６）に対して接続する。前述のように先行技術の多くの地下井戸ポンピングシステムはこのようなシステムの頂点にポンプを有する。ポンプの下端（すなわち吸引口端部）が原動機構または駆動機構（すなわち電気モータ）に接続し、この機構がポンプを駆動する。先行技術のシステムにおいては、流体を井戸からポンピングするため、井戸の流体はモータとポンプとの間の吸引口からシステムの中に入る。先行技術のシステムにおいては、流体流の効率の観点からこのような構造が決定されている。さらに詳しくは、井戸から出る流体はモータを通して流れる事ができない。従って、ポンプはモータの上方に配置されなければならないので、ポンプの吸引口末端がモータと接続する。しかしシステム９０は流通型原動機９６を使用する。従って流体は原動機を通して流れる事ができ、従って原動機はポンプの吐出口末端９８に接続する事ができる。さらにこれが好ましい構造であるのは、先行技術の地下ポンピングシステムなど、システム下端にモータを有する構造においては、電力ケーブルがモータに接続するためにポンプの長さにそって延在しなければならないからである。井戸ケーシングの中においてはスペースが非常に限定されているので、ケーブルがポンプの直径を制限し、従ってポンプから得られる最大流量を低下させる。地下原油掘削井戸ポンピングシステムにおいては、井戸はしばしば地下数マイルまたは数キロメートルの深さに達する。経済的ファクタから、このようなポンピングシステムは高い流量を有しなければならないので、ポンプは大型ポンプと強力な原動機を備えなければならない。しかし井戸のケーシングがシステムの直径を厳しく制限する。従ってこのような用途におけるポンプと原動機は所望の流量を生じるために長くまた細い。このようなポンピングシステムを井戸の中に降ろす時に、ポンピングシステムが降ろされるに従って狭いスペースの故に電気ケーブルがケーシングに対して摩擦する。井戸がしばしば数マイルまたは数キロメートルの深さでありポンピングシステムそのものが数フィートまたは数メートルの長さを有するので、摩擦作用がケーブルを摩耗しケーブルの一体性を破壊する事が多い。もしそのようになれば、ポンピングシステムを井戸から取り出してケーブルを修理しなければならない。このような理由から本発明のシステム９０は好ましくはシステムの上端に原動機９６を有する。さらに詳しくは流通型原動機９６がポンプ９４の吐出口端部９８に接続される。その結果、ポンプ９４は与えられた井戸の中に使用されるケーシング９２の直径を拡大させる事ができ、またシステム９０を井戸の中に配置する際のケーブル損傷のリスクが少なくなる。前述のようにポンプ９４は、このポンプの吸引口末端１００ではなくポンプの吐出口末端９８を原動機に接続するように変更された事以外は通常の水中遠心型井戸ポンプと実質的に同様である。この場合、ポンプ９４は、多段インペラ１０４を包囲したハウジング１０３を含む。これらのインペラ１０４は軸１０６に対して連結され、ハウジング１０３の中に回転自在に取り付けられる。従って軸１０６の回転がインペラ１０４を回転させて流体をポンピングする。ポンプ９４の軸１０６とハウジング１０３がポンプの吐出口末端９８において流通型原動機９６に対して接続される。運転に際して原動機９６が機械的回転エネルギーを軸１０６に対して与える。流通型原動機９６はシリンダまたは管システム１０７、ハウジング１０８および原動システムまたは駆動システム１１０を含む。管システム１０７は管１１２を含む。この管１１２は全体として一定直径を有するが、その一端においてキャップまで半球形に先細に成される。半球形キャップの遠位端は細長く成され、ポンプ９４の軸１０６に対して固着される。ポンプシャフト１０６に対する管１１２の固着は、第１回転軸を第２回転軸に連結して第２回転軸を回転させるための任意公知の通常法とする事ができる。このような方法は例えば軸の中の締まりばめスプライン、ネジ山またはその他の方法とする事ができる。管１１２と軸１０６はさらに単一構造に結合する事ができる。運転に際して、ポンプ９４から流体が細長い半球形の両側の入口１１４を通して管１１２の中に流れ込む。流体は管の反対側の開いた末端を通して管１１２から流れ出る。管１１２はハウジング１０８の中に回転自在に搭載される。この管１１２の半球形末端がハウジングの一端から突出して、ポンプシャフト１０６に固着されまたはこれに移行する。管１１２が突出するモータハウジング１０８の末端は好ましくはポンプのハウジング１０３に接続する。固着は任意通常の方法、例えばネジ山、スプラインまたはその他の方法によって実施する事ができる。原動機９６の原動システムまたは駆動システム１１０はハウジングに取り付けられた静止磁石１１６を含む。この磁石１１６は好ましくは管システム１０６の回りに配置された巻線および鉄心を含む通常の磁石とする。さらに駆動システムは、通常の誘導モータのロータと同様に、管１１２の回りに取り付けられた誘導回転子システム１１８を含む。運転に際して、静止磁石１１６は回転子システム１１８の中に電流を誘導し、静止磁石と回転子システムとの間に相互作用磁力を生じて、管システム１０７を回転させる。あるいは駆動システムは永久磁石を使用する事ができる。ケーブル１０２が静止磁石１１６に対して電力を供給する。流通型原動機９６は１９９３年５月１１日にギー・ルミウーに発行された米国特許第5,209,650号に記載の液圧ラジアル軸受、スラスト軸受および肩部１２０を使用する事ができる。この特許は一体的モータ／ポンプシステムにおいて使用されるようなこの種の軸受およびシールを記載している。この場合、液圧軸受およびシール１２０は管システム１０７を原動機ハウジング１０８の内部に回転自在に取り付けるために使用される。流通型原動機９６に連結された導管１２２が密封軸受流体を供給する。運転中に流通型原動機９６は管１１２を介してポンプ９４に対して機械的回転エネルギーを加える。この管１１２はポンプシャフト１０６を介してポンプ９４を作動する。ポンピングされる流体がポンプ９４の吸引口１００の中に入り、ポンプの反対側末端から出る。この末端区域において流体が管１１２の中に入り、次に流体原動機９６の反対側末端から排出される。図示のようにシステム９０の運転は、流通型原動機９６の管１１２の中のインペラを必要としない。第８図は本発明によるシステム１２４の他の好ましい実施形態を示し、このシステム１２４は前記の実施形態のシステム９０の変更態様である。この変更されたシステム１２４は２つの通常の多段式遠心ポンプ９４’１２８に対する原動機構または駆動機構として作用する。一方のポンプ９４’は、前記の実施形態のシステム９０のポンプ９４と実質的に同様である。この場合、前記の実施形態と実質的に同様の部品または成分については同様の参照数字を示す。しかしこのような参照数字につづいてプライム符号（'）を付ける。第８図は井戸ケーシング９２’の中に配置された水中井戸ポンプの中のシステム１２４を示す。従って下方ポンプ９４’は前記のシステム９０のポンプ９４について述べたのと同様に、その吐出口末端９８’が原動機構または駆動機構（すなわち流通型原動機１２６）に対して接続される。運転に際して下方ポンプ９４’が流体を上方にポンピングする。流体が流通モータ１２６を通して上方ポンプの吸引口末端１３０まで流れる。そこで上方ポンプ１２８が流体を受けて、さらにこの流体を上方にポンピングする。従って上方ポンプ１２８は通常の水中多段式遠心ポンプと実質的に同様である。さらに詳しくは、上方ポンプ１２８の吸引口末端１３０が原動機構または駆動機構（すなわち流通型原動機１２６）に接続する。変形システム１２４の流通型原動機１２６は、１つの主要な相違点以外は前述の実施形態の前記の流通型原動機９６と実質的に同等である。さらに詳しくは、流通型原動機１２６はその両端においてそれぞれ１つのポンプに接続されるように成されている。そのため流通型原動機１２６のハウジング１３１は、前述のようにその一端ではなくその各端部において１つのポンプに接続されるように変更されている。ハウジング１３１の固着法は前述の方法と実質的に同様である。さらに流通型原動機１２６は、各末端においてキャップまで半球形状に先細となる管１３４’を備えた管システム１３２’を有する。各半球形キャップの遠位端は細長く成され、ポンプシャフトに固着する。一方の細長い半球形キャップは下方ポンプ９４’のシャフト１０６’に固着する。反対側の細長い半球形末端は上方ポンプ１２８のシャフト１３６に固着する。ポンプシャフト１０６’および１３６との固着法は前記のシステム９０の場合と同様である。ポンピングされる流体は上下の細長い半球形端部に形成された入口１１４’から管１３４’の中に出入する。他の特徴において、流通型原動機１２６は前述の実施形態の流通型原動機９６と実質的に同様である。前述のように、多くの先行技術の類似のポンピングシステムにおいては、原動機はケーシングの中においてポンプの下方に配置される。流体はこのような先行技術システムの中に、原動機とポンプとの間の入口から導入される。流体の流れ効率の観点から、流体が原動機を通して流れないような構造が望ましい。ポンプは流体をケーシングを通して上方に推進するのであるから、原動機はポンプの下方になければならない。しかし第８図に図示のシステム１２４においては、流通型原動機１２６が使用される。流体が原動機１２６を通して流れる事ができるので、この原動機はポンプの上方にある事ができる。従って流通型原動機１２６はその両端において１つづつのポンプを駆動する事ができる。これはトルクを原動機１２６の両端の間に分割するという利点を生じる。先行技術のシステムにおいては、原動機はその一端のみにおいてポンプを駆動し、従って原動機軸の一端がトルク全部を供給する必要がある。しかしこのシステム１２４においては、トルクが原動機の両端の間に分割されるので、先行技術と比較してさらに多用途のシステムが得られる。最後に上方ポンプ１２８はシステム１２４の原動機１２６に達するケーブル１０２’また場合によっては導管１２２’を収容しなければならないので、上方ポンプ１２８は下方ポンプ９４’よりも狭い直径を有する事を注意すべきである。しかし変更システム１２４は前述のような種々の利点を有し、二、三の用途において前述のシステム９０よりも適当である。本発明は前記の実施形態のみに限定されるものでなく、その趣旨の範囲内において任意に変更実施できる。例えば、流通型原動機９６，１２６がインペラを含む事ができよう。流通型原動機９６または１２６を使用する実施形態において、これらのシステムは好ましくは少なくとも１つの水中遠心型井戸ポンプを含む。他の実施形態においては、遠心型井戸ポンプの代わりに他の公知の型のポンプ、さらには将来開発されるポンプさえも使用する事ができよう。さらに流通型原動機９６，１２６中の液圧軸受およびシールの代わりに、他の好ましい実施形態について記載した他の型の軸受およびシールを使用する事ができよう。第６図について記載の機構４４は機構の管１８’の外部の羽根（ベーン）型またはブレード型インペラ４８，５０を使用する。他の実施形態において、ブレード型インペラ４８，５０の代わりに他の型の公知インペラ、例えば遠心型インペラまたは将来開発されるインペラさえも使用する事ができよう。他の好ましい実施形態において、第２図の管５６は第４図の管６８と同様に首部まで細くなった末端を有する事ができる。このようにして管を回転自在に搭載するために、より小さな従ってより低コストの軸受（およびシール）を使用する事ができよう。このような首部を有する管を使用する場合、管のハウジングは１つの首部から他の管首部まで延在する管状凹部を有するように変更する事ができる。このようにして、導電性流体をポンピングする際に駆動機構を短絡から防護するため、より小型の低コストの環状シールを使用する事ができよう。前記の実施形態は少なくとも部分的に電磁石を使用し、相互磁気作用を生じるために各電磁石が鉄心を有する。他の実施形態においては、鉄心のない電磁石を使用する事もできよう。さらに他の実施形態においては、電磁石駆動システムの代わりに、空気式または油圧式駆動システムを使用する事ができる。例えば第３図および第６図の機構１０，４４において、磁石を使用する代わりに、インペラを管の外側に、ハウジングの管状凹部の中に取付け、次に管状凹部の一端の開口の中に流体を噴射し、他方の開口においてこれを受ける事ができる。流体が管状凹部を通過する際に、管の外側インペラに対して作用して管を回転させる。前記の各実施形態は内部管を回転させるために、一体的インペラ／ポンプ−駆動システム構造を使用する。さらに他の実施形態においては、管を回転させるために他のシステムを使用する事ができる。例えば各実施形態のハウジングの中において管の一方の側面に取付けられたモータを使用し、このモータが歯車機構、ローラ、ベルトまたは他の構造を介して管を回転させるようにする事ができよう。これらの実施形態は管とモータとの間の機械的連結機構を必要とするという欠点を有するが、なおも種々の利点がある。非制限的実施形態として、このような機構は一般に、特にポンプシステムの駆動のために原動力を生じるように作動する。本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その趣旨の範囲内において任意に変更実施できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年６月１０日（１９９９．６．１０）【補正内容】請求の範囲１．流体ポンピングシステムにおいて、（ａ）原動ユニットであって、（ｉ）内側面に取付けられたステータを有するハウジングと、（ｉｉ）縦方向軸線を有する管であって、実質的に前記縦方向軸線回りに前記ハウジングに対して回転するように前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管と、（ｉｉｉ）前記管を前記ハウジングに対して回転させるための磁力を発生するために前記管の回りに配置された複数の磁石と、を含む原動ユニットと、（ｂ）ポンピングユニットであって、前記管の回転に際して前記ポンピングユニットが前記管から機械的回転エネルギーを受けて前記ポンピングユニットを作動するための原動力を生じ、前記ポンピングユニットは前記管と流体連通し、前記システムが流体をポンピングする際に前記流体がまず一方の前記ユニットを通して流れ、次に他方の前記ユニットを通して流れるように成されたポンピングユニットとから成る流体ポンピングシステム。２．前記ポンピングユニットはこのポンピングユニット中に流体を受けるための吸引口と、流体を排出するための吐出口とを有し、前記吐出口が前記ポンピングユニットと前記管とを流体連通する事を特徴とする請求項１に記載のシステム。３．前記管に取付けられた少なくとも１つのインペラをさらに含み、前記インペラは前記管が前記ハウジングに対して回転させられる時、流体を前記管を通して流れさせる事を特徴とする請求項１に記載のシステム。４．前記管と前記ポンピングユニットが相互に流体連通するように直列に接続され、前記システムが流体をポンピングする時、流体はまず前記ポンピングユニットを通して流れ、次に前記管を通して流れる事を特徴とする請求項１に記載のシステム。５．前記複数の磁石の少なくとも一部が永久磁石である事を特徴とする請求項１に記載のシステム。６．前記複数の磁石の少なくとも一部が電磁石である事を特徴とする請求項１に記載のシステム。７．もう１つのポンピングユニットをさらに含み、前記管は第１端部と前記第１端部と反対側の第２端部とを含み、一方の前記ポンピングユニットが前記管の前記第１端部に接続され、他方の前記ポンピングユニットが前記管の前記第２端部に接続され、前記管と両方の前記ポンピングユニットが流体連通し、前記システムが流体をポンピングする時に前記流体が両方の前記ポンピングユニットと前記管とを通して流れる事を特徴とする請求項１に記載のシステム。８．前記各ポンピングユニットがこのポンピングユニットの中に流体を受けるための吸引口と流体排出用の吐出口とを含み、一方の前記ポンピングユニットの前記吸引口が前記管に接続され、他方の前記ポンピングユニットの前記吐出口が前記管に接続される事を特徴とする請求項７に記載のシステム。９．井戸から流体をポンピングするために、流体を含む井戸の中に配置されるシステムにおいて、（ａ）両端を有するポンプであって、その一端が前記井戸から前記ポンプの中に流体を受けるための吸引口を有し、他端が前記ポンプから前記流体を排出するための吐出口を有し、前記システムが作動される時に、前記吐出口を前記吸引口の上方に配置して前記井戸の中に配置されるように成されたポンプと、（ｂ）前記システムが作動される時に前記ポンプに対して機械的回転エネルギーを供給する原動手段であって、吸引口と吐出口とを含み、この吸引口は前記ポンプの前記吐出口と流体連通するように接続され、前記システムの作動する時、前記ポンプから排出された流体が前記原動手段の前記吸引口に入り、前記原動手段の前記吐出口から排出されるように成され、さらに、内側面にステータを取付けたハウジングを含むように成された原動手段とを備えたシステム。１０．前記原動手段は前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管を含み、前記管が前記ポンプの前記吐出口と流体連通するように接続されている事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１１．前記原動手段に取付けられた少なくとも１つのインペラをさらに含み、前記インペラは、前記管が前記ハウジングに対して回転させられる時、前記原動手段を通して流体を流れさせる事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１２．前記管は内側面と外側面とを有し、少なくとも１つのインペラが前記管の前記内側面に取付けられ、少なくとも１つのインペラが前記管の前記外側面に取付けられている事を特徴とする請求項１０に記載のシステム。１３．前記原動手段は、回転自在に取付けられた管と前記管の回りに配置された複数の磁石とを含み、前記システムが作動される時、前記磁石が磁力を発生して前記管を回転させる事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１４．前記ポンプおよび前記原動手段のスラスト荷重が前記ポンプの内部に配置された単数または複数の軸受によって支持される事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１５．前記ポンプおよび前記原動手段のスラスト荷重が前記ポンプの外部に配置された単数または複数の軸受によって支持される事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１６．両端を有する他のポンプをさらに含み、その一端が前記井戸から前記ポンプの中に流体を受ける吸引口を有し、他端がこのポンプから前記流体を排出する吐出口を有し、前記原動手段が一方の前記ポンプの吐出口側と他方の前記ポンプの前記吸引口側に取り付けられた事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１７．原動力を供給する機構において、（ａ）外壁を有するハウジングと、（ｂ）縦方向軸線と両端を有する管であって、実質的に前記縦方向軸線回りに前記ハウジングに対して回転するように前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管と、（ｃ）前記ハウジングに対して前記管を回転させるために前記ハウジング中において前記管に連結された駆動システムと、（ｄ）前記管に接続され、前記ハウジングの前記外壁を通って延在し、前記機構から突出して他の装置に連結されるシャフト手段とを備えた機構。１８．前記管は両端を有し、前記シャフト手段は、他の装置に接続するため前記ハウジングの前記外壁を通して延在する前記管の少なくとも一端を含む事を特徴とする請求項１７に記載の機構。１９．前記シャフト手段は前記管を支持するシャフトを含み、前記ハウジングは前記管の回転を可能とするように前記シャフトを支持し、前記シャフトは他の装置に接続するため前記ハウジングの前記外壁を通して延在する少なくとも一端を含む事を特徴とする請求項１７に記載の機構。２０．前記管の回りで前記ハウジングの中に取付けられた複数の磁石をさらに含み、前記磁石が磁力を生じて前記管を前記ハウジングに対して回転させる事を特徴とする請求項１７に記載の機構。２１．前記複数の磁石の少なくとも一部が前記管に取付けられている事を特徴とする請求項２０に記載の機構。２２．前記管に対して取付けられた少なくとも１つのインペラをさらに備え、前記管が前記ハウジングに対して回転させられる時、前記インペラが前記管を通して流体を流れさせる事を特徴とする請求項１７に記載の機構。２３．前記管は内側面と外側面とを有し、少なくとも１つのインペラが前記管の前記内側面に取付けられ、少なくとも１つのインペラが前記管の前記外側面に取付けられている事を特徴とする請求項１７に記載のシステム。２４．流体ポンピング機構において、（ａ）ハウジングと、（ｂ）縦方向軸線を有する管であって、実質的に前記縦方向軸線回りに前記ハウジングに対して回転するように前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管と、（ｃ）前記管を前記ハウジングに対して回転させるための磁力を発生するために前記管の回りに配置された複数の磁石と、（ｄ）前記機構を通して流体をポンピングするため前記管に取付けられた少なくとも１つインペラと、（ｅ）前記機構を通しての流体の流通路を画成するため前記ハウジングの中に配置された流体流通路画成手段であって、前記流体の流通路は少なくとも部分的に前記管の内部にあり、少なくとも部分的に前記管の外部にあり、前記流体流通路画成手段は、前記ハウジングと前記管の前記外壁との間において前記管の長さの少なくとも一部にそって延在するスペースを含み、前記機構が流体のポンピングのために作動される時にこのスペースを通して流体が流れるように成された流体流通路画成手段とを備えた流体ポンピング機構。２５．前記管は側壁を含み、前記流体流通路画成手段が前記管の前記側壁の中に画成された少なくとも１つの孔を含む事を特徴とする請求項２４に記載の機構。２６．前記管が内側面と外側面とを有し、少なくとも１つのインペラが前記管の前記内側面に取付けられ、少なくとも１つのインペラが前記管の前記外側面に取付けられている事を特徴とする請求項２５に記載の機構。２７．流体ポンピング機構において、（ａ）縦方向軸線を有し実質的にこの縦方向軸線回りに回転するように設けられた管と、（ｂ）前記管を回転させるための磁力を発生するため前記管の回りに取付けられた複数の磁石と、（ｃ）前記機構を通して流体をポンピングするために前記管に対して取付けられた少なくとも１つのインペラと、（ｄ）前記管が内部に回転自在に取付けられたハウジングであって、前記機構が流体をポンピングするように作動する際に前記ハウジングがその中に流体を受けるための吸引口と、前記ハウジングから流体を排出するための吐出口とを有し、前記吸引口と前記吐出口は前記ハウジングの中に、前記管の前記縦方向軸線から離れてこの軸線と整列しない位置に画成されるハウジングとを備えた機構。２８．前記機構は流体のポンピングのために作動される際に、１つの表面上に載置され、前記ハウジングは前記表面上に前記機構を支持するための少なくとも１つの脚を含む事を特徴とする請求項２７に記載の機構。２９．前記ハウジングは外壁を有し、前記機構は前記管に連結されるシャフト手段をさらに含み、前記シャフト手段は、他の装置の接続のために前記ハウジングの前記外壁を通って延在し前記機構から突出する事を特徴とする請求項２７に記載の機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．流体ポンピングシステムにおいて、（ａ）ハウジングと、（ｂ）縦方向軸線を有する管であって、実質的に前記縦方向軸線回りに前記ハウジングに対して回転するように前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管と、（ｃ）前記管を前記ハウジングに対して回転させるための磁力を発生するために前記管の回りに配置された複数の磁石と、（ｄ）前記管に接続されたポンプであって、前記管の回転に際して前記ポンプが前記管から機械的回転エネルギーを受けてこのポンプを作動するための原動力を生じ、前記ポンプは前記管と流体連通して、前記システムが流体をポンピングする際に前記流体が前記ポンプと前記管とを通して流れるように成されたポンプとを備えた流体ポンピングシステム。２．前記ポンプはこのポンプ中に流体を受けるための吸引口と、流体を排出するための吐出口とを有し、前記ポンプの前記吐出口が前記管と流体連通している事を特徴とする請求項１に記載のシステム。３．前記管に取付けられた少なくとも１つのインペラを含み、前記インペラは前記管が前記ハウジングに対して回転させられる時、流体を前記管を通して流れさせる事を特徴とする請求項１に記載のシステム。４．前記管と前記ポンプとが相互に流体連通するように直列に接続され、前記システムが流体をポンピングする時、前記流体はまずポンプを通して流れ、次に前記管を通して流れる事を特徴とする請求項１に記載のシステム。５．前記複数の磁石の少なくとも一部が永久磁石である事を特徴とする請求項１に記載のシステム。６．前記複数の磁石の少なくとも一部が電磁石である事を特徴とする請求項１に記載のシステム。７．もう１つのポンプをさらに含み、前記管は第１端部と前記第１端部と反対側の第２端部とを含み、一方の前記ポンプが前記管の前記第１端部に接続され、他方の前記ポンプが前記管の前記第２端部に接続され、前記管と両方の前記ポンプが流体連通するので、前記システムが流体をポンピングする時に前記流体が両方の前記ポンプと前記管とを通して流れる事を特徴とする請求項１に記載のシステム。８．前記各ポンプがこのポンプの中に流体を受けるための吸引口と流体排出用の吐出口とを含み、一方の前記ポンプの前記吸引口が前記管に接続され、他方の前記ポンプの前記吐出口が前記管に接続されている事を特徴とする請求項７に記載のシステム。９．井戸から流体をポンピングするために、流体を含む井戸の中に配置されるシステムにおいて、（ａ）両端を有するポンプであって、その一端が前記井戸から前記ポンプの中に流体を受けるための吸引口を有し、他端が前記ポンプから前記流体を排出するための吐出口を有し、前記システムが作動される時に、前記吐出口を前記吸引口の上方に配置して前記井戸の中に配置されるように成されたポンプと、（ｂ）前記システムが作動される時に前記ポンプに対して機械的回転エネルギーを供給する原動手段であって、前記ポンプの前記吐出口側に取付けられる原動手段とを備えたシステム。１０．前記原動手段は吸引口と吐出口とを含み、この吸引口が前記ポンプの前記吐出口と流体連通し、前記システムの作動する時、前記ポンプから排出された流体が前記原動手段の前記吸引口に入り、前記原動手段の前記吐出口から出る事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１１．前記原動手段はハウジングと、前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管とを含み、前記管が前記ポンプの前記吐出口と流体連通するように接続されている事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１２．前記原動手段に取付けられた少なくとも１つのインペラをさらに含み、前記インペラは、前記管が前記ハウジングに対して回転させられる時、前記原動手段を通して流体を流れさせる事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１３．前記管は内側面と外側面とを有し、少なくとも１つのインペラが前記管の前記内側面に取付けられ、少なくとも１つのインペラが前記管の前記外側面に取付けられている事を特徴とする請求項１１に記載のシステム。１４．前記原動手段が回転自在に取付けられた管と前記管の回りに配置された複数の磁石とを含み、前記システムが作動される時、前記磁石が磁力を発生して前記管を回転させる事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１５．前記ポンプおよび前記原動手段のスラスト荷重が前記ポンプの内部に配置された単数または複数の軸受によって支持される事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１６．前記ポンプおよび前記原動手段のスラスト荷重が前記ポンプの外部に配置された単数または複数の軸受によって支持される事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１７．両端を有する他のポンプをさらに含み、その一端が前記井戸から前記ポンプの中に流体を受ける吸引口を有し、他端がこのポンプから流体を排出する吐出口を有し、前記原動手段が一方の前記ポンプの前記吐出口側と他方の前記ポンプの吸引口側に取り付けられた事を特徴とする請求項９に記載のシステム。１８．原動力を供給する機構において、（ａ）外壁を有するハウジングと、（ｂ）縦方向軸線と両端を有する管であって、実質的に前記縦方向軸線回りに前記ハウジングに対して回転するように前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管と、（ｃ）前記ハウジングに対して前記管を回転させるために前記管に連結された駆動システムと、（ｄ）前記管に接続され、前記ハウジングの前記外壁を通って延在し、前記機構から突出して他の装置に連結されるシャフト手段とを備えた機構。１９．前記管は両端を有し、前記シャフト手段は、他の装置に接続するため前記ハウジングの前記外壁を通して延在する前記管の少なくとも一端を含む事を特徴とする請求項１８に記載の機構。２０．前記シャフト手段は前記管を支持するシャフトを含み、前記ハウジングは前記管の回転を可能とするように前記シャフトを支持し、前記シャフトは他の装置に接続するため前記ハウジングの前記外壁を通して延在する少なくとも一端を含む事を特徴とする請求項１８に記載の機構。２１．前記管の回りで前記ハウジングの中に取付けられた複数の磁石を含み、前記磁石が磁力を生じて前記管を前記ハウジングに対して回転させる事を特徴とする請求項１８に記載の機構。２２．前記複数の磁石の少なくとも一部が前記管に取付けられている事を特徴とする請求項２１に記載の機構。２３．前記管に対して取付けられた少なくとも１つのインペラをさらに備え、前記管が前記ハウジングに対して回転させられる時、前記インペラが前記管を通して流体を流れさせる事を特徴とする請求項１８に記載の機構。２４．前記管は内側面と外側面とを有し、少なくとも１つのインペラが前記管の前記内側面に取付けられ、少なくとも１つのインペラが前記管の前記外側面に取付けられている事を特徴とする請求項１８に記載のシステム。２５．流体ポンピング機構において、（ａ）ハウジングと、（ｂ）縦方向軸線を有する管であって、実質的に前記縦方向軸線回りに前記ハウジングに対して回転するように前記ハウジングの中に回転自在に設けられた管と、（ｃ）前記管を前記ハウジングに対して回転させるための磁力を発生するために前記管の回りに配置された複数の磁石と、（ｄ）前記機構を通して流体をポンピングするため前記管に取付けられた少なくとも１つインペラと、（ｅ）前記機構を通しての流体の流通路を画成するため前記ハウジングの中に配置された流体流通路画成手段であって、前記流通路は少なくとも部分的に前記管の中にあり、少なくとも部分的に前記管の外部にある流体流通路画成手段とを備えた機構。２６．前記管は側壁を含み、前記流体流通路が前記管の前記側壁の中に画成された少なくとも１つの孔を含む事を特徴とする請求項２５に記載の機構。２７．前記管は外壁と長さとを有し、前記流体流通路画成手段は、前記ハウジングと前記管の前記外壁との間において前記管の前記長さの少なくとも一部にそって延在するスペースを含み、前記機構が流体のポンピングのために作動される時に前記スペースを通して流体が流れる事を特徴とする請求項２５に記載の機構。２８．前記管は内側面と外側面とを有し、前記流体流通路画成手段は、前記管の前記内側面に取付けられた少なくとも１つのインペラと、前記管の前記外側面に取付けられた少なくとも１つのインペラとを含む事を特徴とする請求項２５に記載の機構。２９．流体ポンピング機構において、（ａ）縦方向軸線を有し実質的にこの縦方向軸線回りに回転するように設けられた管と、（ｂ）前記管を回転させるための磁力を発生するため前記管の回りに取付けられた複数の磁石と、（ｃ）前記機構を通して流体をポンピングするために前記管に対して取付けられた少なくとも１つのインペラと、（ｄ）前記管が内部に回転自在に取付けられたハウジングであって、前記機構が流体をポンピングするように作動する際に前記ハウジングがその中に流体を受けるための吸引口と、前記ハウジングから流体を排出するための吐出口とを有し、前記吸引口と前記吐出口は前記ハウジングの中に、前記管の前記縦方向軸線から離れてこの軸線と整列しない位置に画成されるハウジングとを備えた機構。３０．前記機構は流体のポンピングのために作動される際に、１つの表面上に載置され、前記ハウジングは前記表面上に前記機構を支持するための少なくとも１つの脚を含む事を特徴とする請求項２９に記載の機構。３１．前記ハウジングは外壁を有し、前記機構は前記管に連結されるシャフト手段を含み、前記シャフト手段は、他の装置の接続のために前記ハウジングの前記外壁を通って延在し前記機構から突出する事を特徴とする請求項２９に記載の機構。