JP2005054691A - ２軸スクリューポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 高粘度の被移送物であっても支障なく移送することのできる２軸スクリューポンプが求められている。
【解決手段】 ２軸スクリューポンプ１は、非接触に噛合して回転する一対のポンプスクリュー７ａ，７ｂの自由端２６，２６側に、各ポンプスクリュー７ａ，７ｂと同軸心Ｘａ，Ｘｂの一対のコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂを連結し、ポンプケーシング２における一対のコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂの上方位置に取入口１８を設け、取入口１８から供給された被移送物を一対のコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂの回転駆動によりポンプスクリュー７ａ，７ｂへ案内するように構成したものである。ポンプ室６と軸受部５間のポンプスクリュー７ａ，７ｂの軸部８ａ，８ｂには撹拌羽根２２ａ，２２ｂが取り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被移送物に剪断力を与えることなく移送する２軸スクリューポンプに関するものである。

従来この種の２軸スクリューポンプを図８、図９に示す。各図に示した２軸スクリューポンプ５１は、ポンプ室６を内蔵するポンプケーシング５２と、ポンプケーシング５２に連結された軸受部５とを備えている。ポンプケーシング５２は、ポンプ室６を有する筒状の本体ケーシング３と、本体ケーシング３に連結された口金５３とから構成されている。ポンプ室６内には一対のポンプスクリュー７ａ，７ｂが収容されている。ポンプスクリュー７ａ，７ｂは軸部８ａ，８ｂの自由端側から嵌装され取付板５４およびボルト５５で固着されている。前記の自由端とは軸受などで支承されていないほうの先端部分をいう。ポンプ室６と軸受部５間の吐出側空間２１を臨む位置の本体ケーシング３に吐出口１９が設けられている。ポンプスクリュー７ａ，７ｂの軸部８ａ，８ｂの片端は軸受部５内の軸受（図示省略）に回動自在に支承されていて、互いに噛合する同期歯車１３ａ，１３ｂにより逆向きに同期回転する。これにより、一対のポンプスクリュー７ａ，７ｂが非接触に噛合して回転する。

上記した２軸スクリューポンプ５１においては、モータＭの回転駆動により、ポンプスクリュー７ａとポンプスクリュー７ｂが同期回転し、被移送物が口金５３の取入口５６からポンプスクリュー７ａ，７ｂの自由端２６，２６側に取り込まれる。このように取り込まれた被移送物はポンプスクリュー７ａ，７ｂのポンプ作用によりポンプ室６内を圧送され吐出側空間２１を経て吐出口１９から吐出されるようになっている。
かかる構造に類似した２軸スクリューポンプは、例えば下記の特許文献１に開示されている。但し、特許文献１記載の２軸スクリューポンプでは、前記２軸スクリューポンプ５１の吐出口１９を取入口とし、２軸スクリューポンプ５１の取入口５６を吐出口としている。

また、ポンプスクリュー７ａ，７ｂにおける噛合面の表面形状は正面から見てゆるやかなＳ字曲線に形成されている。これにより、いかなる回転角度においてもポンプスクリュー７ａ，７ｂの噛合面間に一定の微細隙間が生じ、ポンプスクリュー７ａ，７ｂが非接触となる。このような２軸スクリューポンプはポンプスクリュー７ａ，７ｂ間の微細隙間から洩れないほどに粘度の高い被移送物の移送に適しており、特に被移送物に剪断力を与えないため、一般に剪断力により変質しやすい食品の移送に好適であることで知られている。上記したポンプスクリューの非接触構造は、例えば下記の特許文献２に開示されている。
特開昭６２−２７６２８５号公報 特表平７−５０９２９５号公報

ところで、油かす、つきたての餅、うどん生地、パン生地、含水率の低いオカラ、粒あんなどの食材、あるいはグリスなどの工業用材料のような、手で持ったとき垂れ落ちない程に高粘度で固体に近い被移送物であっても、いったんポンプ室６内に取り込めばポンプスクリュー７ａ，７ｂのポンプ作用により圧送することができる。しかしながら、取入口５６は比較的小径であるため、物理的に高粘度の被移送物の吸い込みは困難である。たとえ、取入口５６を通過したとしても被移送物はほとんど流動性がないことから、ポンプ室６へ取り込みにくく、上記した２軸スクリューポンプ５１は高粘度物の移送に適していなかった。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高粘度の被移送物であっても支障なく移送することのできる２軸スクリューポンプの提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係る２軸スクリューポンプは、非接触に噛合して回転する一対のポンプスクリューを収容したポンプ室を内蔵するポンプケーシングと、ポンプケーシングに連結されていて前記一対のポンプスクリューの片端をそれぞれ支承する軸受部とを備え、一対のポンプスクリューの回転駆動により、被移送物をポンプケーシングのポンプスクリュー自由端側からポンプ室に取り入れ、ポンプケーシングにおけるポンプ室と軸受部間の位置に設けた吐出口から被移送物を吐出する２軸スクリューポンプにおいて、各ポンプスクリューの自由端側に各ポンプスクリューと同軸心の一対のコンベアスクリューを連結し、ポンプケーシングにおける一対のコンベアスクリューの上方位置に取入口を設け、取入口から供給された被移送物を一対のコンベアスクリューの回転駆動によりポンプスクリューへ案内するように構成したものである。

また、前記構成において、ポンプ室と軸受部間のポンプスクリューの軸部に撹拌羽根を取り付けたものである。

本発明に係る２軸スクリューポンプによれば、コンベアスクリューの上方位置に取入口が設けられているので、取入口から供給された被移送物は必ずコンベアスクリュー上に落下する。これにより、被移送物を確実にコンベアスクリューへ供給することができる。このように供給された被移送物はたとえ高粘度であっても、コンベアスクリューによりポンプスクリューの自由端側へ案内されてポンプ室に取り込まれ、あとはポンプスクリューのポンプ作用で圧送される。従って、高粘度の被移送物であっても支障なく円滑に移送することができる。

また、ポンプスクリューのポンプ作用により被移送物がポンプ室と軸受部間の空間内で圧迫されても、当該空間内の被移送物は撹拌羽根の回転により常に動かされる。従って、前記空間内で被移送物が硬く詰まったりすることがなく、被移送物を円滑に吐出口から吐出することができる。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図１は本発明の一実施形態に係る２軸スクリューポンプを示す側面図であり図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図、図２は前記２軸スクリューポンプの平断面図、図３は図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。但し、図８、図９に示した従来の２軸スクリューポンプ５１と同一の構成要素には、同一の符号を付すとともにその詳細な説明を省略することがある。
各図において、この実施形態に係る２軸スクリューポンプ１は、正面視繭形のポンプ室６を内蔵するポンプケーシング２と、ポンプケーシング２に連結された軸受部５を備えている。ポンプケーシング２は、前記のポンプ室６を有する前後筒状の本体ケーシング３と、本体ケーシング３に連結された取入側ケーシング４とから構成されている。ポンプ室６内には一対のポンプスクリュー７ａ，７ｂが収容されている。ポンプスクリュー７ａ，７ｂの軸部８ａ，８ｂの自由端２６，２６には、フランジ１４，１４が例えばボルト５５（図８、図９）で固着されている。ポンプスクリュー７ａの螺旋方向とポンプスクリュー７ｂの螺旋方向は逆向きである。本体ケーシング３内におけるポンプ室６と軸受部５間は吐出側空間２１となっている。この吐出側空間２１を臨む位置の本体ケーシング３に、被移送物を吐出するための吐出口１９が設けられている。

軸受部５はハウジング９とカバー板１０とから箱体に形成されており、カバー板１０の端面に本体ケーシング３の筒端面が連結されている。ハウジング９内には円錐コロ軸受１１，１１とコロ軸受１２，１２が配備されている。これらのコロ軸受１１，１２はポンプスクリュー７ａの軸部８ａの片端を回動自在に支承している。ポンプスクリュー７ｂの軸部８ｂの片端も別のコロ軸受１１，１２に回動自在に支承されている。ポンプスクリュー７ａの軸部８ａに同期歯車１３ａが固着されており、ポンプスクリュー７ｂの軸部８ｂには前記の同期歯車１３ａと噛合する同期歯車１３ｂが固着されている。これら同期歯車１３ａと同期歯車１３ｂとの同期噛合により、一対のポンプスクリュー７ａ，７ｂが非接触に噛合して回転する。この場合、ポンプスクリュー７ａの軸部８ａが駆動軸としてモータＭに連結されている。

一方、取入側ケーシング４に確保された供給側空間２０内に、ポンプスクリュー７ａと同じ螺旋方向のコンベアスクリュー１７ａと、ポンプスクリュー７ｂと同じ螺旋方向のコンベアスクリュー１７ｂが配置される。コンベアスクリュー１７ａ，１７ｂの螺旋ピッチは特に限定されないが、この例ではポンプスクリュー７ａ，７ｂの螺旋ピッチと同じにしてある。コンベアスクリュー１７ａ，１７ｂの軸部２４ａ，２４ｂの一端にフランジ１５，１５が溶接などで固着されている。フランジ１５，１５はポンプスクリュー７ａ，７ｂのフランジ１４，１４にボルト１６，１６で連結される。これにより、ポンプスクリュー７ａの軸部８ａとコンベアスクリュー１７ａの軸部２４ａとが同軸心Ｘａで連結され、ポンプスクリュー７ｂの軸部８ｂとコンベアスクリュー１７ｂの軸部２４ｂとが同軸心Ｘｂで連結される。コンベアスクリュー１７ａ，１７ｂ間、これらと取入側ケーシング４内壁との間は比較的離れているが、これはポンプスクリュー７ａ，７ｂおよびポンプ室６のような被移送物を圧送する能力は要求されず、被移送物をポンプスクリュー７ａ，７ｂに向けて案内する機能を有していればよいからである。取入側ケーシング４におけるコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂの上方位置は、被移送物を供給するための取入口１８となっている。

ポンプ室６と軸受部５間の吐出側空間２１において、ポンプスクリュー７ａの軸部８ａに、ポンプスクリュー７ａと同じ螺旋方向のスクリュー形状を持つ撹拌羽根２２ａがボルト２５で取り付けられている。また、ポンプスクリュー７ｂの軸部８ｂに、ポンプスクリュー７ｂと同じ螺旋方向のスクリュー形状を持つ撹拌羽根２２ｂがボルト２５で取り付けられている。これらの撹拌羽根２２ａ，２２ｂは、ポンプスクリュー７ａ，７ｂにより吐出側空間２１内で圧迫されている被移送物を動かす能力を備えていればよい。

上記した構成の２軸スクリューポンプ１においては、モータＭの回転駆動により、ポンプスクリュー７ａ、コンベアスクリュー１７ａ、および撹拌羽根２２ａが一方向（図３の矢印Ｒａ方向）に回転すると、同期歯車１３ａ，１３ｂを介して動力伝達されたポンプスクリュー７ｂ、コンベアスクリュー１７ｂ、および撹拌羽根２２ｂが逆回り（図３の矢印Ｒｂ方向）に同期回転する。そこで、被移送物が取入口１８から供給側空間２０内に供給されると、コンベアスクリュー１７ａ，１７ｂが被移送物をポンプスクリュー７ａ，７ｂへ案内する（図１の矢印Ｆ方向）。

この場合、取入口１８はコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂの上方位置に配置されているので、取入口１８から供給された被移送物は必ずコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂ上に落下することとなり、被移送物は確実にコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂと接してポンプスクリュー７ａ，７ｂへ案内される。因みに、取入側ケーシング４の背面や側面に取入口を設けると、被移送物をコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂへ供給するための別の機構が必要となる。また、取入口１８はコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂを長くすることにより大きく採ることもでき、被移送物の取り入れを容易にすることができる。尚、供給側空間２０への被移送物の供給量が過剰の場合、コンベアスクリュー１７ａ，１７ｂは被移送物を送れないが被移送物中で空回りするだけであり支障はない。

このようにして被移送物がポンプスクリュー７ａ，７ｂの自由端２６，２６まで案内されると、被移送物は背景技術でのべたような高粘度物であっても、ポンプスクリュー７ａ，７ｂのポンプ作用によりポンプ室６に容易に取り込まれて圧送される。そうして、吐出側空間２１に達した被移送物はポンプ圧により吐出側空間２１の内壁に向けて圧迫されるが、撹拌羽根２２ａ，２２ｂの回転により常に動かされる。従って、被移送物が吐出側空間２１内で硬く詰まって滞留するといったことがなく、吐出側空間２１に送り込まれた被移送物は比較的円滑に且つ短時間で吐出口１９へ送られて吐出されるのである。

尚、上記の実施形態では、ポンプスクリュー７ａ，７ｂと同じ螺旋方向のスクリュー形状を持つ撹拌羽根２２ａ，２２ｂをポンプスクリュー７ａ，７ｂの軸部８ａ，８ｂに取り付けたが、本発明の撹拌羽根はそれに限定されるものでなく、例えば、ポンプスクリュー７ａと逆螺旋方向のスクリュー形状を持つ撹拌羽根２２ｂをポンプスクリュー７ａの軸部８ａに取り付け、ポンプスクリュー７ｂと逆螺旋方向のスクリュー形状を持つ撹拌羽根２２ａをポンプスクリュー７ｂの軸部８ｂに取り付けても構わない。かかる構成の場合は、ポンプスクリュー７ａ，７ｂから被移送物が受ける矢印Ｆ方向の圧迫力に抗して被移送物を動かすこととなるため、吐出側空間２１内の被移送物をより効率よく吐出口１９へ向けることができる。

また、撹拌羽根の形状としては、図４、図５に示す２軸スクリューポンプ１Ａのように、径方向外向きに突出した平板状の撹拌羽根２３ａ，２３ａをボルトなどでポンプスクリュー７ａの軸部８ａに取り付け、同じく径方向外向きに突出した平板状の撹拌羽根２３ｂ，２３ｂをボルトなどでポンプスクリュー７ｂの軸部８ｂに取り付けたものでもよい。撹拌羽根２３ａ，２３ａと撹拌羽根２３ｂ，２３ｂとは互いに接触干渉しないよう軸周方向に９０度の位相差で取り付けられている。かかる平板状の撹拌羽根２３ａ，２３ｂであっても、吐出側空間２１内の被移送物を動かして円滑に吐出口１９へ向かわせることができる。

一方で、本発明の２軸スクリューポンプは、吐出側空間内に撹拌羽根を採用しないものも含まれる。すなわち、図６、図７に示した２軸スクリューポンプ１Ｂは、吐出側空間２１においてポンプスクリュー７ａ，７ｂの軸部８ａ，８ｂに撹拌羽根を有していない。従って、２軸スクリューポンプ１Ｂは先述した２軸スクリューポンプ１，１Ａと比べると最良でない。しかしながら、２軸スクリューポンプ１Ｂはコンベアスクリュー１７ａ，１７ｂが被移送物をポンプスクリュー７ａ，７ｂの自由端２６，２６側へ案内するので、従来の２軸スクリューポンプ５１と比べると、被移送物をポンプ室６に円滑に取り込めて確実に圧送することができる。

本発明の一実施形態に係る２軸スクリューポンプを示す側面図であり図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。 前記２軸スクリューポンプの平断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明の別の実施形態に係る２軸スクリューポンプを示す側面図であり図５におけるＣ−Ｃ線矢視断面を含む図である。 前記別の２軸スクリューポンプの平断面の一部を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る２軸スクリューポンプを示す側面図であり図７におけるＤ−Ｄ線矢視断面を含む図である。 前記他の２軸スクリューポンプの平断面の一部を示す図である。 従来の２軸スクリューポンプの一部断面を含む側面図である。 従来の２軸スクリューポンプの一部断面を含む平面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ ２軸スクリューポンプ
２ ポンプケーシング
３ 本体ケーシング
４ 取入側ケーシング
５ 軸受部
６ ポンプ室
７ａ，７ｂ ポンプスクリュー
８ａ，８ｂ 軸部
１７ａ，１７ｂ コンベアスクリュー
１８ 取入口
１９ 吐出口
２１ 吐出側空間
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ 撹拌羽根
２６ 自由端
Ｘａ 軸心
Ｘｂ 軸心

Claims (2)

1. 非接触に噛合して回転する一対のポンプスクリューを収容したポンプ室を内蔵するポンプケーシングと、ポンプケーシングに連結されていて前記一対のポンプスクリューの片端をそれぞれ支承する軸受部とを備え、一対のポンプスクリューの回転駆動により、被移送物をポンプケーシングのポンプスクリュー自由端側からポンプ室に取り入れ、ポンプケーシングにおけるポンプ室と軸受部間の位置に設けた吐出口から被移送物を吐出する２軸スクリューポンプにおいて、各ポンプスクリューの自由端側に各ポンプスクリューと同軸心の一対のコンベアスクリューを連結し、ポンプケーシングにおける一対のコンベアスクリューの上方位置に取入口を設け、取入口から供給された被移送物を一対のコンベアスクリューの回転駆動によりポンプスクリューへ案内するように構成したことを特徴とする２軸スクリューポンプ。
2. ポンプ室と軸受部間のポンプスクリューの軸部に撹拌羽根を取り付けた請求項１に記載の２軸スクリューポンプ。