JP2002527682A - 液封ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 簡単かつコンパクトな構成が、少なくとも１つの回転羽根車（３）を有する少なくとも１つの作動室ハイジング（８）と、作動室ハウジング（８）内で羽根車（３）の軸（７）を支承する支承部と、羽根車（３）の外周部（５）に作用する駆動部とを備えた液封ポンプによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は液封ポンプに関する。

【０００２】 ドイツ特許第２７３１４５１号明細書によって、羽根車が駆動モータの長く伸
びた軸端部に浮動的に取付けられている液封ポンプが知られている。モータハウ
ジングは、圧縮機又はポンプの作動液体によって貫流されて冷却されるように構
成されている。この場合、モータハウジングに特殊な構造を必要とすると共に、
伸長されたモータ軸及び軸受、並びに圧縮機もしくはポンプと駆動モータとの間
の費用のかかるシール部が必要であり、このシール部のためのスペースは小さく
かつ運転中には近付けない。

【０００３】 ドイツ特許第２６４５３０５号明細書によって、シール部がパッキン箱又はメ
カニカルシールによって、羽根車がハーメチックシールハウジング内に収納され
ハウジング内に誘起された移動磁界により駆動されるように改善された液封ポン
プが知られている。しかしながら、これは羽根車が移動磁界と磁気的に係り合え
ることが前提である。高級鋼、高ニッケル合金又はプラスチックのような非磁性
材料から成る羽根車は従って除外される。これらの材料は正に毒性及び／又は攻
撃性の吐出媒体の場合にも羽根車に特に適している。誘起された上述の移動磁界
の場合、駆動力の伝達は効率が比較的悪い。

【０００４】 この欠点を回避するために、駆動部接続装置として駆動部に対してポンプ部分
を有底円筒体によってハーメチックシールに密封した磁気結合装置が設けられて
いる冒頭で述べた種類の液封ポンプが知られている（ドイツ特許第２９１２９３
８号明細書）。この液封ポンプにおいて良好な駆動状態はポンプハウジングのハ
ーメチックシール部に左右されるこの円筒体式磁気結合装置は損失熱が少ないと
いう利点を有し、とりわけ約５０ＫＷのポンプ出力に適している。

【０００５】 例えばこの液封ポンプにおいては、磁気結合装置の内側磁石支持体を支持する
ポンプ軸に設けられポンプ内室に配置された２つの滑り軸受と、磁気結合装置の
外側磁石支持体を保持する２つのころ軸受と、独立したモータのための２つの補
助的な軸受とが必要であり、従って合計で６つの軸受が必要である。これが費用
を高くすると共に、円筒体式磁気結合装置のポンプとモータとから構成された全
ユニットの全長が比較的大きくなる。特に有底円筒体の損傷に対して磁気結合装
置及びそれを保持する支承部は比較的敏感である。それゆえ、有底円筒体が損傷
を受けた際にガスポンプの吐出媒体もしくは作動液体の不所望な漏出が排除され
るか又は少なくとも大きく防止される措置を講ずることは簡単ではない。しかし
ながら、これは正に毒性、攻撃性及び／又は高価な吐出媒体の場合には非常に望
まれることである。

【０００６】 そこで、本発明の課題は、コンパクトかつ簡単な構成を有し、駆動パワーが羽
根車へ確実に伝達され、ほぼ全ての吐出媒体に適する液封ポンプを提供すること
にある。

【０００７】 この課題は、少なくとも１つの回転羽根車を有する少なくとも１つの作動室ハ
イジングと、作動室ハウジング内で羽根車の軸を支承する支承部と、羽根車の外
周部に作用する駆動部とを備えた液封ポンプによって解決される。

【０００８】 本発明によるこの種の液封ポンプの羽根車軸の軸受は特に滑り軸受として構成
され、作動液体によって潤滑されかつ冷却される。羽根車と羽根車軸とは特に同
じ材料（例えばそれらを一体に形成した鋳型部品）から製作されている。作動室
ハウジングは特に水平に分割されている。それによりその製造が簡単になる。羽
根車の外周部は特に歯車として構成され、それゆえ駆動が歯付きベルトを介して
行われるか又は直接に、作動室ハウジングに設けられているピニオンユニットを
介して行われる。ピニオンユニットは作動液体で潤滑され、滑り軸受を有してい
る。ピニオン軸のための軸貫通部のみが必要とされるだけである。この軸貫通部
は僅かな費用でパッキン箱又はメカニカルシールを備えることができる。

【０００９】 液封ポンプはこのような構成によって従来の液封ポンプよりも効率が改善され
、さらに駆動には僅かな回転モーメントを必要とするだけである。利用可能な作
動室は同じ外形寸法を有する従来の液封ポンプに比べて拡大される。羽根車軸は
従来の液封ポンプに比べて小さな直径を有している。というのは、必要な駆動回
転モーメントは軸を介して羽根車に伝達されるのではないからである。羽根車の
一緒に回転する隔壁によって摩擦損失は僅かしか発生しない。本発明による液封
ポンプは従来の液封ポンプに比べて占有スペースが僅かであり、構成部品の個数
も僅かである。この液封ポンプは潤滑剤を必要としない。それゆえ、本発明によ
る液封ポンプは完全にグリースが不要である。従って、本発明による液封ポンプ
は、種々に分割された軸線方向の羽根車半部が異なった直径を有するので、二段
又は多段形の真空ポンプ及び圧縮機として構成できる。この装置は駆動部へのピ
ニオン軸の貫通部を除いてハーメチックに完全に密封され、それゆえ密封すべき
部分のみが残されるだけである。

【００１０】 羽根車とその軸とは特にそれらを一体に形成した鋳型部品から製作される。液
封ポンプのこの駆動原理は全て公知の構成に対しても又液封ポンプの円錐形構成
に対しても適用可能である。隔壁の全外周部が液体リング内に浸漬されているの
で、多段に構成された液封ポンプの個々の段間に隙間密封の問題は存在しない。

【００１１】 他の優れた実施態様において、羽根車はピニオンを介して外部のモータによっ
て駆動される。その際、モータの駆動軸は羽根車軸と軸線方向に一列に並んでい
ない。回転モーメントはピニオンを介して又は歯付きベルトを介して伝達される
。

【００１２】 他の優れた実施態様において、羽根車は液封ポンプの回転数を制御する装置に
よって駆動され、その場合モータが変換器又は歯車装置を介して羽根車を駆動す
る。従って、液封ポンプは種々の回転数すなわち種々の圧縮比が問題になる種々
異なった産業プロセスに使用できる。

【００１３】 この種の液封ポンプの他の無段階回転数制御は、羽根車の隔壁の外周部が水タ
ービン車状に構成され、それゆえ羽根車がガス噴射又は好ましくは液体噴射によ
って駆動されることによって達成される。それゆえ、回転数は水圧もしくは水量
によって制御できる。この流体圧駆動方式の利点は、駆動モータを必要とせず、
それゆえ液封ポンプ装置の外形寸法がより一層減少するという点にある。水圧及
び水量は渦巻きポンプによって発生され、水は閉鎖循環路内を導かれるか又は冷
却水網から給水される。循環路水量は多く、従って再冷却は必要とされない。好
ましくは分離器として構成される貯蔵容器はそれにも拘わらず作動水の再冷却の
ための冷却コイルを備えている。それゆえ、羽根車の駆動水は同時に液封ポンプ
の作動水でもある。

【００１４】 本発明ならびに従属請求項に記載された本発明の有利な構成を以下において図
面に概略的に示された実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は液封ポンプの縦断面、 図２は液封ポンプの別の縦断面、 図３は円錐状羽根車を有する液封ポンプの縦断面、 図４はモータ軸が羽根車軸に対して垂直に配置されている液封ポンプの縦断面
、 図５は軸線方向へ移動可能な中間ローラを駆動軸と羽根車軸との間に配置した
液封ポンプの縦断面、 図６は羽根車の水タービン車状外周部を有する液封ポンプの縦断面、 図７はノズルの原理的な配置を示す。

【００１５】 図１は複流式液封ポンプ１を示す。羽根車３の隔壁２は頂部４とは反対側が作
動室ハウジング８から突出し、外周部５が歯車６を有している。羽根車軸７は水
平に分割された作動室ハウジング８内において２つの滑り軸受９で支承されてい
る。これらの滑り軸受９は液封ポンプ１内に存在する作動液体によって潤滑され
かつ冷却される。羽根車３の駆動は液封ポンプ１の作動室ハウジング８から突出
しピニオン１０によって駆動される羽根車３の隔壁２の突出部分によって行われ
る。ピニオン１０はプラスチック又は他の材料から構成でき、駆動軸１１に強固
に結合されている。ピニオン１０自身は同様に作動液体によって冷却されかつ潤
滑され、それゆえ液封ポンプ１全体が１つのシール部１２を必要とするだけであ
る。このシール部１２の必要性はモータ１５の駆動軸１１が作動室ハウジング８
の張出し部１６内へ貫通部１３で突入することによって生じている。作動室ハウ
ジング自身は特に２つの同一の半部を有している。その際に利用されない貫通口
は例えば栓によって閉塞される。ピニオン１０はスペーサ１７によって固定され
、運転中には羽根車３の外周部５に設けられている歯車６との完全な噛合いが常
に行われている。羽根車３と羽根車軸７とは特にそれらを一体に形成した鋳型部
品から構成されている。制御板１８はそれぞれ液封ポンプ１の端面に、すなわち
羽根車３の隔壁２に対して平行に配置されている。

【００１６】 図２は制御板１８を介して供給される媒体の入口及び出口１９，２０を有する
液封ポンプ１の縦断面図を示す。制御板１８は液封ポンプ１の各端面に設けられ
ている。ピニオン１０は特に摩擦ローラ又はベルト車として形成されており、モ
ータ１５によって駆動される。モータ１５はその回転モーメントを作動室ハウジ
ング８から突出する歯車６を介して伝達する。羽根車はこの場合固定の軸７，９
によってガイドされている。これらは端面側の制御板の一部である。羽根車３と
しては図３に示されているように同様に円錐状羽根車３の形成も可能であるが、
その場合入口及び出口１９，２０は羽根車の軸線方向に一列にされている範囲に
設けられる。この羽根車３の駆動は図２と同じようにモータ１５によって駆動さ
れるピニオン１０（すなわち摩擦ローラ又は歯付きベルト）を介して行われる。

【００１７】 図４は駆動軸１１が羽根車軸７に対して垂直に位置する液封ポンプ１を示す。
駆動軸１１は支持ローラ２１によって支持されている摩擦車駆動部を介してモー
タ１５の回転モーメントを羽根車３に伝達する。駆動軸１１上をその軸線方向へ
移動可能である駆動ローラ２２によって、角速度（従って羽根車３の回転数）が
変えられる。液封ポンプ１の入口及び出口１９，２０は液封ポンプ１の端面又は
液封ポンプ１の上面に設けられている。

【００１８】 図５は羽根車３の回転数変更の別の例を示す。モータ１５はその駆動軸１１が
羽根車軸７に対して軸線方向に平行に向けられており、傘歯車２３及び移動可能
な中間ローラ２４を介して回転数変更を生ぜしめる。

【００１９】 図６は水タービン車、特にペルトン車又はフランシス車３０に似た羽根車３の
外周部を示す。羽根車３の外周部に沿って分散配置された１つ又は複数のノズル
３１が羽根車３を駆動する。その際ノズル３１の体積流量、圧力又は個数によっ
て、羽根車３の回転数が調整可能である。それゆえ、直結的なモータ駆動は行わ
れていない。

【００２０】 図７は水噴射又は他の液体噴射によって羽根車を駆動するノズル３１の原理的
な配置を示す。ほぼ接線方向に配置された１つ又は複数のノズル３１によって、
羽根車３の回転数及び伝達される回転モーメントが制御される。

【００２１】 これらの全ての実施例は、駆動部が羽根車のそれに対応して形成された外周部
に作用して必要な回転モーメントを伝達する点で共通している。

【００２２】 ２つの半部の羽根車直径が異なることによって、２段形圧縮機も同様に実現さ
れる。ハウジング上面を平らに構成することによって、直結可能なモータを取付
けることができる。

【００２３】 本発明は液封圧縮機に限定されず、他の形式のポンプ及び圧縮機にも適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 液封ポンプの縦断面図

【図２】 液封ポンプの別の縦断面図

【図３】 円錐状羽根車を有する液封ポンプの縦断面図

【図４】 モータ軸が羽根車軸に対して垂直に配置されている液封ポンプの縦断面図

【図５】 軸線方向へ移動可能な中間ローラを駆動軸と羽根車軸との間に配置した液封ポ
ンプの縦断面図

【図６】 羽根車の水タービン車状外周部を有する液封ポンプの縦断面図

【図７】 ノズルの原理的な配置を示す概略図

【符号の説明】

１ 液封ポンプ ２ 隔壁 ３ 羽根車 ４ 頂部 ５ 外周部 ６ 歯車 ７ 羽根車軸 ８ 作動室ハウジング ９ 滑り軸受 １０ ピニオン １１ 駆動軸 １２ シール部 １３ 貫通部 １５ モータ １６ 張出し部 １７ スペーサ １８ 制御板 １９，２０ 入口及び出口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの回転羽根車（３）を有する少なくとも１つ
   の作動室ハイジング（８）と、作動室ハウジング（８）内で羽根車（３）の軸（
   ７）を支承する支承部と、羽根車（３）の外周部（５）に作用する駆動部とを備
   えた液封ポンプ（１）。
2. 【請求項２】 羽根車（３）が、駆動軸（１１）が羽根車軸（７）と軸線方
   向に並んでいない外部のモータ（１５）によって駆動される請求項１記載の液封
   ポンプ。
3. 【請求項３】 羽根車（３）が液封ポンプ（１）の回転数を制御する装置を
   介してモータ（１５）によって駆動される請求項２記載の液封ポンプ。
4. 【請求項４】 羽根車（３）がこの羽根車（３）の隔壁（２）の水タービン
   車状外周部（５）を介して少なくとも１つの液体噴射によって駆動される請求項
   １記載の液封ポンプ。