JP2003532059A - 被測定ガス用ポンプ - Google Patents

被測定ガス用ポンプ

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JP2003532059A JP2001578820A JP2001578820A JP2003532059A JP 2003532059 A JP2003532059 A JP 2003532059A JP 2001578820 A JP2001578820 A JP 2001578820A JP 2001578820 A JP2001578820 A JP 2001578820A JP 2003532059 A JP2003532059 A JP 2003532059A
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Abstract

(57)【要約】 被測定ガス用ポンプ(1)は、ポンプケーシング(2)と、該ポンプケーシング(2)内に配置されたポンプ室(3)とを有しており、該ポンプ室(3)が作業ダイヤフラム(5)により閉鎖されている。該作業ダイヤフラム(5)は、コンロッド(8)またはこれに類する昇降機構を介してクランク伝動装置に結合されている。ポンプケーシング(2)の上側の領域、特にポンプヘッドに、加熱装置が設けられている。少なくともポンプヘッドに被さった断熱部は、主として断熱ケーシング(13)により形成されており、該断熱ケーシング(13)の内壁(15)が、ガス断熱層(14)を形成するために、ポンプヘッド(10)に対して間隔をおいて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、ポンプケーシングと、該ポンプケーシング内に配置されたポンプ室
とを備えた被測定ガス用ポンプであって、ポンプ室が作業ダイヤフラムにより閉
鎖されており、該作業ダイヤフラムが、コンロッドまたはこれに類する昇降機構
を介してクランク伝動装置に駆動結合しており、ポンプケーシングの上側の領域
に、特にポンプヘッドに、加熱装置が設けられており、さらに少なくともポンプ
ヘッドに被さった断熱部が設けられている形式のものに関する。
【0002】 このような形式のポンプは高温の被測定ガスを圧送するために働く。この被測
定ガスの温度は、できるだけ取出し状態のまま維持されることが望ましい。分析
ガス成分の凝縮、測定結果の誤謬が回避されることが望まれる。このような高温
ガスポンプにおいて、測定したい被測定ガスと接触する領域を、たとえば測定し
たい被測定ガスの取出し箇所により規定された温度に保持するためには、ポンプ
ヘッドに加熱装置が設けられており、これによりポンプ室の領域において被測定
ガスの温度が低下することが阻止されるか、または少なくとも抑制される。
【0003】 ドイツ連邦共和国特許第4322272号明細書により、ポンプヘッドを取り
囲む熱伝導性の鐘形体(Glocke)、または熱伝導接続された断熱鐘形体(
Isolierglocke)を設けることが知られている。
【0004】 これにより、確かにポンプヘッドの領域における温度分布の、ある程度の均一
化が得られるが、しかし相変わらず比較的高い放熱と、ひいては相応する損失と
が生ぜしめられる。
【0005】 本発明の課題は、ポンプヘッドから外部への放熱を一層減少させ、かつポンプ
ヘッドの領域における均一な温度分布を改善することである。
【0006】 この課題を解決するために本発明によれば、断熱部が主として断熱ケーシング
により形成されており、該断熱ケーシングの内壁が、ガス断熱層を形成するため
に、ポンプヘッドに対して間隔を置いて配置されていることが提案される。
【0007】 ポンプヘッドと断熱ケーシングの内面との間に形成されたガスジャケットもし
くは空気ジャケットにより、有効な中間断熱層が形成され、この中間断熱層によ
り、外部への放熱が著しく減じられる。さらに、この有効な断熱により、ポンプ
ヘッドの領域における改善された熱分布が得られる。
【0008】 断熱ケーシングの内壁が、有利にはグラスファイバ材料またはこれに類する耐
熱性の材料から成る断熱性の層を有していると有利である。この層は、前記空気
・中間断熱層と組み合わされて、特に良好な断熱を生ぜしめる。
【0009】 断熱作用をさらに改善し、ひいては外部への望ましくない放熱を減少させるた
めには、断熱ケーシングの内壁が、有利には高光沢研磨された、特に特殊鋼から
成る反射層により熱線反射性に形成されているか、または前記断熱性の層が内側
にこのような反射層を保持していてもよい。
【0010】 したがって、反射層は、断熱ケーシングの構成に応じて、断熱ケーシングの内
側に直接に設けられているか、あるいは場合によっては付加的に設けられた層の
内側に設けられていてもよい。
【0011】 別の有利な実施態様では、断熱ケーシングが、サンドウィッチ状に形成されて
いる。この場合、断熱ケーシングの内側には、ポンプヘッドに対して間隔を置い
て保持された、有利には特殊鋼から成る金属フードが設けられており、次いで外
側へ向かって耐熱性の断熱層と、外層として、有利にはプラスチックから成る断
熱性の層とが設けられている。
【0012】 断熱ケーシングのこのような構造に基づき、内側ではポンプの高い運転温度に
おいても良好な耐熱性が得られると同時に、極めて良好な断熱値および良好な形
状安定性も得られる。
【0013】 本発明のさらに別の有利な構成では、断熱ケーシングが少なくともポンプヘッ
ドを前後左右上下の全ての側で取り囲んでおり、この場合、少なくとも吐出管路
、吸入管路およびコンロッドのためにそれぞれ貫通開口が設けられている。この
ことによって、ポンプヘッドを実質的に包囲する断熱部が形成されている。
【0014】 ポンプヘッドの領域に設けられた加熱装置により、ダイヤフラム側のコンロッ
ドヘッドが加熱され、ひいてはコンロッドを介してクランク伝動装置が加熱され
、この場合、特にコンロッド軸受けが損傷を受けてしまうという望ましくない副
次的効果が生ぜしめられる。
【0015】 しかもこの副次的効果は、ガス断熱層によりポンプヘッドを特に有効に断熱し
た場合に限って、増幅されて現れる。ポンプヘッドからクランク伝動装置へのこ
のような熱伝達を減少させるためには、ダイヤフラム側のコンロッドヘッドとク
ランク伝動装置との間の駆動・伝達領域に、一方ではコンロッド長手方向で互い
に間隔を置いて配置されかつ周方向で互いにずらされた、熱伝導率を減少させる
複数の貫通孔が設けられており、他方では放熱のために少なくともクランク伝動
装置近傍の領域に表面積拡大部が設けられている。
【0016】 これらの簡単に実現され得る手段の組合せにより、コンロッド軸受けの温度は
有効に減じられ、ひいては耐用年数も相応に延長される。側方で互いに間隔を置
いて配置されかつ周方向でずれされた複数の貫通孔により、コンロッドの熱伝達
横断面は減じられるが、これらの貫通孔の長手方向ずれに基づき、強度は極めて
僅かにしか減じられない。コンロッドの、クランク伝動装置近傍の端部にまだ発
生する熱は、最終的に、この端部に設けられた表面積拡大部により周辺環境へ有
効に導出され得る。
【0017】 この場合、表面積拡大部としては、冷却リブが設けられていると有利である。
これらの冷却リブは、クランク伝動装置近傍の、コンロッド軸部を収容している
コンロッドヘッド、特にこのコンロッドヘッドの円錐形の移行領域に配置されて
いる。冷却リブによる冷却は、クランク運動または偏心体運動により特に有効と
なるので、特にコンロッドヘッドの領域における高い温度にもかかわらず、コン
ロッド軸受けおよびその周辺部の、高められた熱負荷は実質的に生じなくなる。
【0018】 本発明のさらに別の有利な構成では、互いに隣接した前記貫通孔が、周方向で
90゜だけ互いにずらされていて、有利には直径よりも短い中心間距離を有して
いる。コンロッドの長手方向で見て前記貫通孔をこのように互いに側方にずらす
ことにより、前記貫通孔は確かに互いに移行し合い、これによりこの領域におい
ても特に良好な通気と冷却とを生ぜるが、コンロッドの強度は十分に維持される
【0019】 場合によっては、クランク伝動装置近傍のコンロッドヘッドに、有利には前記
冷却リブとコンロッド軸受けとの間の領域で、熱伝導率を減少させ、かつ/また
は特に隣接して配置された前記冷却リブへの熱の導出のために1つまたは複数の
貫通孔が設けられていてよい。これにより、一方では熱伝導性の横断面が減じら
れ、他方ではこれらの貫通孔により空気循環とひいては熱導出とが達成され得る
。さらに、熱を前記冷却リブへ的確に案内することが促進される。
【0020】 コンロッド、つまりコネクティングロッドは鋼、特に特殊鋼から成っていると
有利である。特殊鋼は、コンロッドのために従来汎用されているアルミニウムに
比べて、熱伝導率が小さいと同時に良好な強度特性を有しているという利点を有
している。
【0021】 以下に図面を参照しながら本発明の実施例を詳説する。
【0022】 図1に示した被測定ガス用ポンプ1は、ポンプケーシング2と、このポンプケ
ーシング2内に配置されたポンプ室3とを有している。ポンプ室3は、一方では
ポンプヘッドカバー4により、他方では作業ダイヤフラム5とコンロッドヘッド
6とによりそれぞれ閉鎖されている。作業ダイヤフラム5は、外縁側ではポンプ
ヘッドカバー4と環状のケーシング部分7との間に、中央部ではコンロッドヘッ
ド6にそれぞれ緊締されていて、コンロッドヘッド6に結合されたコネクティン
グロッド、つまりコンロッド8を介してクランク伝動装置9に結合されている。
【0023】 この被測定ガス用ポンプは、ポンプヘッド10内に加熱装置を有する加熱され
たポンプである。これにより、ポンプヘッドを必要に応じて数100℃にまで加
熱することができる。
【0024】 断熱のためには断熱ケーシング13が設けられている。この断熱ケーシング1
3の内壁15は、ガス断熱層14を形成するためにポンプヘッド10に対して間
隔を置いて配置されている。
【0025】 本実施例では、断熱ケーシング13の内壁15が付加的に、有利にはグラスフ
ァイバ材料から成る耐熱性の断熱層16を備えている。この断熱層16の内面は
、ポンプヘッド10に対して間隔を置いて配置された内壁15を形成する。
【0026】 断熱ケーシング13の内壁15は、熱線反射性の反射層を備えており、これに
より断熱性が全体的にさらに改善される。
【0027】 この反射層は、特に高光沢研磨された、有利には特殊鋼から成る反射層により
形成されている。断熱層16が設けられていない場合は、この反射層が断熱ケー
シング13の内面に直接に被着されていても良い。
【0028】 また、断熱ケーシング13を、サンドウィッチ状に形成することも可能である
。この場合、断熱ケーシング13の内側には、ポンプヘッド10に対して間隔を
置いて保持された、有利には特殊鋼から成る金属フードが設けられており、続い
て外側へ向かって耐熱性の断熱層16と、外層として断熱性のプラスチック層と
が設けられており、そしてこのプラスチック層が断熱ケーシング13の外側のフ
ードを形成する。
【0029】 図1から良く判るように、断熱ケーシング13は少なくともポンプヘッド10
を前後左右上下の全ての側で取り囲んでおり、この場合、少なくとも吐出管路、
吸入管路およびコンロッド8のために貫通孔が設けられている。
【0030】 ポンプヘッド10からコンロッド8を介してクランク伝動装置9へ熱が伝達さ
れることが、コンロッド軸受けにとって不都合となる程度に行われることを防止
するために、駆動・伝達部の領域には、クランク伝動装置9への熱伝達を減少さ
せる手段が設けられている。
【0031】 熱伝導率を減少させるためには、コンロッド長手方向で互いに間隔を置いて配
置されかつ周方向で互いずらされた複数の貫通孔11が設けられている。図2に
示した拡大図から良く判るように、互いに隣接した貫通孔11が、周方向で90
゜だけ互いにずらされていて、しかも両貫通孔11の中心間距離が孔直径よりも
小さく形成されている。したがって、両孔通路は互いに接続されている。これに
より、一方ではコンロッド8の熱伝導率が減じられており、他方では貫通孔11
が良好な通気性、ひいては熱導出を促進する。両貫通孔11が互いにずらされ、
かつ両貫通孔11の通路が互いに接続されていることにより、熱伝導率の低減が
達成されかつ放熱が高められたにもかかわらず、なお良好な強度値が得られる。
【0032】 本実施例では、互いに隣接した2つの貫通孔11が設けられている。しかし、
コンロッドの長さに応じて、2つよりも多い貫通孔11が設けられていても良い
【0033】 放熱のためには、少なくともクランク伝動装置近傍の領域に、冷却リブ12に
よる表面積拡大部が設けられている。これらの冷却リブ12は、本実施例ではク
ランク伝動装置近傍のコンロッドヘッドの円錐形の移行領域に配置されている。
これによって、この領域における効果的な放熱が達成される。このことは、有利
には冷却リブ12とコンロッド軸受けとの間に1つまたは複数の別の貫通孔11
aを設けることにより、さらに助成され得る。貫通孔11aは、図1において矢
印で示したように、互いに隣接した冷却リブ12への熱案内も行われ、ひいては
放熱が実施されるように配置されている。
【0034】 減じられた熱伝導率と、高められた放熱能力との組合せに基づき、ポンプヘッ
ド10とクランク伝動装置9との間の熱伝達路において、著しい温度低下が得ら
れるので、ポンプヘッド10の領域における高い運転温度にもかかわらず、コン
ロッド軸受けでは、コンロッド軸受けにとって不都合でない通常の運転温度しか
生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 被測定ガス用ポンプの縦断面図である。
【図2】 コンロッドの部分図である。
【図3】 貫通孔の領域における、コンロッドの横断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成14年7月9日(2002.7.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】 本発明は、ポンプケーシングと、該ポンプケーシング内に配置されたポンプ室
とを備えた被測定ガス用ポンプであって、ポンプ室が作業ダイヤフラムにより閉
鎖されており、該作業ダイヤフラムが、コンロッドまたはこれに類する昇降機構
を介してクランク伝動装置に駆動結合しており、さらにポンプケーシングの上側
の領域に、特にポンプヘッドに配置された加熱装置と、少なくともポンプヘッド
に被さった断熱部とが設けられており、該断熱部が主として断熱ケーシングによ
り形成されており、該断熱ケーシングの内壁が、ガス断熱層を形成するために、
ポンプヘッドに対して間隔を置いて配置されている形式のものに関する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0002】 このような形式のポンプは高温の被測定ガスを圧送するために働く。この被測
定ガスの温度は、できるだけ取出し状態のまま維持されることが望ましい。分析
ガス成分の凝縮、測定結果の誤謬が回避されることが望まれる。このような高温
ガスポンプにおいて、測定したい被測定ガスと接触する領域を、たとえば被測定
ガスの取出し箇所により規定された温度に保持するためには、ポンプヘッドに加
熱装置が設けられている。この加熱装置により、ポンプ室の領域において被測定
ガスの温度が低下することを阻止するか、または少なくとも抑制しようとしてい
る。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0003】 ドイツ連邦共和国特許第4322272号明細書により、ポンプヘッドを取り
囲む熱伝導性の鐘形体(Glocke)、または熱伝導接続された断熱鐘形体(
Isolierglocke)を設けることが知られている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0004】 これにより、確かにポンプヘッドの領域における温度分布の、ある程度の均一
化が得られるが、しかし相変わらず比較的高い放熱と、ひいては相応する損失と
が生ぜしめられる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】 したがって、ポンプヘッドを有するポンプ上側部分に、フード状の断熱部が被
さった被測定ガス用ポンプも既に提供されている(ドイツ連邦共和国実用新案第
8602787号明細書参照)。この断熱部は、下方へ向かって開いたポットの
形状を有している。断熱部とポンプ上側部分との間には、半径方向においても、
上方に向かって軸方向においても、不断のスペーサ室が設けられており、このス
ペーサ室は、断熱性の空気室を区画している。こうして、前公知の被測定ガス用
ポンプでは、たしかに過剰の放熱が回避されるが、しかし前公知の被測定ガス用
ポンプのポンプ上側部分の領域における均一な熱分布は達成されない。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】 本発明の課題は、ポンプヘッドから外部への放熱を一層減少させ、かつポンプ
ヘッドの領域における均一な温度分布を改善することである。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】 この課題を解決するために本発明によれば、断熱ケーシングが熱線反射性の反
射層を有していることが提案される。この熱線反射性の反射層により、断熱部の
断熱作用は一層改善され、外部への望ましくない放熱は減少される。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】 断熱ケーシングの内壁が、有利にはグラスファイバ材料またはこれに類する耐
熱性の材料から成る断熱性の層を有していると有利である。この層は、前記空気
・中間断熱層および熱線反射性の反射層と組み合わされて、特に良好な断熱を生
ぜしめる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】 本発明の別の有利な改良形では、断熱ケーシングの内壁が、熱線反射性に形成
されているか、または断熱性の層が内側にこのような反射層を保持している。し
たがって、反射層は、断熱ケーシングの構成に応じて、断熱ケーシングの内側に
直接に設けられているか、あるいは場合によっては付加的に設けられた断熱性の
層の内側に設けられていてもよい。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】 本発明の特に簡単で有利な実施態様では、熱線反射性の反射層が、高光沢研磨
された特殊鋼から成っている。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】 断熱ケーシングが、サンドウィッチ状に形成されていると有利である。この場
合、断熱ケーシングの内側には、ポンプヘッドに対して間隔を置いて保持された
、有利には特殊鋼から成る金属フードが設けられており、次いで外側へ向かって
耐熱性の断熱層と、外層として、有利にはプラスチックから成る断熱性の層とが
設けられている。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプケーシングと、該ポンプケーシング内に配置されたポ
    ンプ室とを備えた被測定ガス用ポンプであって、ポンプ室が作業ダイヤフラムに
    より閉鎖されており、該作業ダイヤフラムが、コンロッドまたはこれに類する昇
    降機構を介してクランク伝動装置に駆動結合しており、ポンプケーシングの上側
    の領域に、特にポンプヘッドに、加熱装置が設けられており、さらに少なくとも
    ポンプヘッドに被さった断熱部が設けられている形式のものにおいて、断熱部が
    主として断熱ケーシング(13)により形成されており、該断熱ケーシング(1
    3)の内壁(15)が、ガス断熱層(14)を形成するために、ポンプヘッド(
    10)に対して間隔を置いて配置されていることを特徴とする、被測定ガス用ポ
    ンプ。
  2. 【請求項2】 断熱ケーシング(13)の内壁(15)が、断熱性の層(1
    6)、有利にはグラスファイバ材料またはこれに類する耐熱性の材料から成る断
    熱性の層(16)を有している、請求項1記載の被測定ガス用ポンプ。
  3. 【請求項3】 断熱ケーシング(13)の内壁(15)が、有利には高光沢
    研磨された、特に特殊鋼から成る反射層(17)により熱線反射性に形成されて
    いるか、または前記断熱性の層(16)が内側に、このような反射層(17)を
    保持している、請求項1または2記載の被測定ガス用ポンプ。
  4. 【請求項4】 断熱ケーシング(13)がサンドウィッチ状に形成されてい
    て、該断熱ケーシング(13)が内側にポンプヘッド(10)に対して間隔を置
    いて保持された、有利には特殊鋼から成る金属フードを有していて、続いて外側
    へ向かって、耐熱性の断熱層(16)と、外層として、有利にはプラスチックか
    ら成る断熱性の層とを有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の被
    測定ガス用ポンプ。
  5. 【請求項5】 断熱ケーシング(13)が少なくともポンプヘッド(10)
    を全ての側で取り囲んでおり、少なくとも吐出管路、吸入管路およびコンロッド
    (8)のためにそれぞれ貫通開口が設けられている、請求項1から4までのいず
    れか1項記載の被測定ガス用ポンプ。
  6. 【請求項6】 ダイヤフラム側のコンロッドヘッド(6)とクランク伝動装
    置(9)との間の駆動・伝達領域に、クランク伝動装置への熱伝達を減少させる
    ために、一方ではコンロッド長手方向で互いに間隔を置いて配置されかつ周方向
    で互いにずらされた、熱伝導率を減少させる複数の貫通孔(11,11a)が設
    けられており、他方では放熱のために少なくともクランク伝動装置近傍の領域に
    表面積拡大部(12)が設けられている、請求項1から5までのいずれか1項記
    載の被測定ガス用ポンプ。
  7. 【請求項7】 互いに隣接した前記貫通孔(11)が、周方向で90゜だけ
    互いにずらされていて、有利には直径よりも短い中心間距離を有している、請求
    項6記載の被測定ガス用ポンプ。
  8. 【請求項8】 前記表面積拡大部として冷却リブ(12)が設けられており
    、該冷却リブ(12)が、クランク伝動装置近傍の、コンロッドを収容したコン
    ロッドヘッド、特に該コンロッドヘッドの円錐形の移行領域に配置されている、
    請求項6または7記載の被測定ガス用ポンプ。
  9. 【請求項9】 有利には前記冷却リブ(12)とコンロッド軸受けとの間の
    領域で、クランク伝動装置近傍のコンロッドヘッドに、熱伝導率を減少させ、か
    つ/または特に隣接して配置された前記冷却リブへの熱の導出のために1つまた
    は複数の貫通孔(11a)が設けられている、請求項6から8までのいずれか1
    項記載の被測定ガス用ポンプ。
  10. 【請求項10】 コンロッド(8)が、鋼、特に特殊鋼から成っている、請
    求項1から9までのいずれか1項記載の被測定ガス用ポンプ。
JP2001578820A 2000-04-20 2001-02-23 被測定ガス用ポンプ Expired - Lifetime JP4588962B2 (ja)

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