JP2005344511A

JP2005344511A - ２段型水封式ポンプ

Info

Publication number: JP2005344511A
Application number: JP2004161358A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Ide; 紀彦井手
Original assignee: Shin Nippon Machinery Co Ltd
Current assignee: Shin Nippon Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】軸受に大きな負荷がかからない、耐久性を有する２段型水封式ポンプを提供すること。
【解決手段】封水を収容したケーシング２と、共通する駆動軸４に設けられた第１羽根車３１及び第２羽根車３２とを備えた２段型水封式ポンプにおいて、ケーシング２を、第１羽根車２１が位置する第１円筒胴２１と、第２羽根車３２が位置する第２円筒胴２２とに分割するとともに、第１円筒胴２１の中心２１Ｐと第２円筒胴２２の中心２２Ｐとが駆動軸４に対して相互に１８０゜位相が異なるように偏芯して形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２段型水封式ポンプに関し、特に、２段型水封式真空ポンプのラジアル荷重を低減するようにした水封式ポンプに関するものである。

従来、２段型水封式ポンプは、図３〜図４に示すように、封水を収容した円筒状のケーシング２と、このケーシング２の中心２Ｐから距離Ｅだけ偏芯した位置３Ｐを中心に回転する、ほぼ放射状に形成した羽根を有する羽根車３とを配設してなり、電動機（図示省略）等によって回転駆動される駆動軸４を介して羽根車３を回転することによって、ケーシング２の内周面にケーシング２内に収容した封水によって環状の液膜Ｆを形成するように構成されている。

そして、この水封式ポンプ５０は、羽根車３の隣接し合う羽根と環状の液膜Ｆとによって形成される独立した気室Ａが、羽根車３の回転に伴って拡大縮小を繰り返すため、その気体膨張行程部分に吸込ポート７ａを、気体圧縮行程部分に吐出ポート８ｂを、それぞれ形成することにより、吸込ポート７ａに接続した吸込口７から気体を吸い込み、この吸い込んだ気体を吐出ポート８ｂに接続した吐出口８から吐き出して、気体を送り出す構造となっている。

しかしながら、この水封式ポンプ５０は、その構造上、羽根車３（駆動軸４）に、吐出側の高圧と吸込側の低圧との差に起因する大きなラジアル荷重Ｆ０が発生し、軸受に大きな負荷がかかることになる。
すなわち、ケーシング２を第１円筒胴２１、第２円筒胴２２及び中間体２３より構成し、第１円筒胴２１内に第１羽根車３１を、第２円筒胴２２内に第２羽根車３２を、それぞれ位置させるようにした２段型水封式ポンプの場合、第１羽根車３１及び第２羽根車３２（駆動軸４）に対して、第１円筒胴２１及び第２円筒胴２２とが同一方向に偏芯しており、第１羽根車３１及び第２羽根車３２が共に同一方向のラジアル荷重Ｆ１、Ｆ２を受け、フロントカバー５及びリヤカバー６に配備した軸受１１ａ、１１ｂに大きな負荷がかかり、軸受１１ａ、１１ｂの耐久性の点で問題があった。
また、第１円筒胴２１の吐出ポート８ａと、第２円筒胴２２の吸込ポート７ｂとは、駆動軸４を挟んでほぼ逆方向に位置することとなるため、第１円筒胴２１の吐出ポート８ａから第２円筒胴２２の吸込ポート７ｂへの気体の通路１０を中間体２３によって形成する必要があり、構造が複雑化するという問題があった。

本発明は、上記従来の２段型水封式ポンプの有する問題点に鑑み、軸受に大きな負荷がかからない、耐久性を有する２段型水封式ポンプを提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、２段型水封式ポンプの第１円筒胴の吐出ポートから第２円筒胴の吸込ポートへの気体の通路を簡易に形成することができる２段型水封式ポンプを提供することを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するため、本発明の２段型水封式ポンプは、封水を収容したケーシングと、共通する駆動軸に設けられた第１羽根車及び第２羽根車とを備えた２段型水封式ポンプにおいて、前記ケーシングを、第１羽根車が位置する第１円筒胴と、第２羽根車が位置する第２円筒胴とに分割するとともに、第１円筒胴の中心と第２円筒胴の中心とが駆動軸に対して相互に１８０゜位相が異なるように偏芯して形成したことを特徴とする。

この場合において、上記第２の目的を達成するため、第１円筒胴と第２円筒胴との仕切り板を貫通させて、第１円筒胴の吐出ポート及び第２円筒胴の吸込ポートを形成することができる。

また、駆動軸を、１個の軸受によって片持ち式に支持するようにすることができる。

本発明の２段型水封式ポンプによれば、２段型水封式ポンプのケーシングを、第１羽根車が位置する第１円筒胴と、第２羽根車が位置する第２円筒胴とに分割するとともに、第１円筒胴の中心と第２円筒胴の中心とが駆動軸に対して相互に１８０゜位相が異なるように偏芯して形成することによって、吐出側の高圧と吸込側の低圧との差に起因して発生するラジアル荷重を第１羽根車と第２羽根車とで相殺して、軸受にかかる荷重を小さく抑えることができ、耐久性を向上することができる。

また、第１円筒胴と第２円筒胴との仕切り板を貫通させて、第１円筒胴の吐出ポート及び第２円筒胴の吸込ポートを形成することが可能となり、これにより、２段型水封式ポンプの構造を簡易化することができる。

また、駆動軸を、１個の軸受によって片持ち式に支持するようにすることにより、２段型水封式ポンプの構造を一層簡易化することができる。

以下、本発明の２段型水封式ポンプの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の２段型水封式ポンプの一実施例を示す。
この２段型水封式ポンプ１は、従来の２段型水封式ポンプと同様、ケーシング２を第１円筒胴２１と第２円筒胴２２に分割して形成し、ケーシング２内に封水を収容するようにする。
第１円筒胴２１及び第２円筒胴２２には、第１羽根車３１及び第２羽根車３２を位置させ、電動機（図示省略）等によって回転駆動される共通の駆動軸４を介して第１羽根車３１及び第２羽根車３２を回転させることによって生じる遠心力で、第１円筒胴２１及び第２円筒胴２２の内周面にケーシング２内に収容した封水によって環状の液膜Ｆを形成するように構成する。
この共通する駆動軸４に設けられた第１羽根車３１と第２羽根車３２の軸心は、駆動軸４の軸心Ｐと一致させて構成する。

そして、第１羽根車３１が位置する第１円筒胴２１の中心２１Ｐと、第２羽根車３２が位置する第２円筒胴２２の中心２２Ｐとを、駆動軸４の軸心Ｐ（第１羽根車３１と第２羽根車３２の軸心）に対して相互に１８０゜位相が異なるように、軸心Ｐから距離Ｅだけそれぞれ偏芯（図２において、第１円筒胴２１の中心２１Ｐに対して、第２円筒胴２２の中心２２Ｐが、駆動軸４の軸心Ｐを挟んで、距離２Ｅだけ上方に位置するように）するように構成する。

なお、本実施例においては、第１羽根車３１及び第２羽根車３２は、駆動軸４に形成したスペーサ部４ａを挟んで、固定手段４ｂ、４ｃによって駆動軸４に位置決めされ、固定するようにしている。

駆動軸４は、吸入口７を備えたフロントカバー５に配設した１個の軸受１１によって片持ち式（オーバーハング式）に支持されるようにしている。
これにより、部品点数を少なくして、２段型水封式ポンプの構造を簡易化することができる。

第１円筒胴２１と第２円筒胴２２との仕切り板を構成する第１円筒胴２１の底板２１ａには、第１円筒胴２１の吐出ポート８ａ及び第２円筒胴２２の吸込ポート７ｂを構成する貫通孔からなる共通ポート９を形成する。

第２円筒胴２２の底板２２ａには、第２円筒胴２２の吐出ポート８ｂを形成し、吐出口８と連通させる。
第２円筒胴２２は、従来の２段型水封ポンプのリヤカバーを兼ねるもので、本実施例においては、軸受を設ける必要がないため、吐出口８を背面に向けて形成するようにしているが、吸入口７と同じ上方に向けて形成することもできる。

上記の構成からなる２段型水封式ポンプ１は、第１円筒胴２１の吸込ポート７ａに接続した吸込口７から気体を吸い込み、この吸い込んだ気体を第１円筒胴２１（第１羽根車３１）から第１円筒胴２１の吐出ポート８ａ、第２円筒胴２２の吸込ポート７ｂ及び第２円筒胴２２（第２羽根車３２）を介して、第２円筒胴２２の吐出ポート８ｂに接続した吐出口８から吐き出して、気体を送り出す構造となっている。

ところで、本実施例においては、第２円筒胴２２及び第２羽根車３２は、第１円筒胴２１及び第１羽根車３１と比べて、通過する気体の圧力が高く、体積流量が小さいため、その幅を、第１円筒胴２１及び第１羽根車３１の幅の約１／２程度に形成するようにしている。
このことにより、第１羽根車３１に発生するラジアル荷重Ｆ１は、第２羽根車３２に発生するラジアル荷重Ｆ２の約２倍程度となる。
したがって、本実施例のように駆動軸４を片持ち式（オーバーハング式）に支持する構造とする場合には、軸受１１から第１羽根車３１の中心までの距離Ｌ１と、軸受１１から第２羽根車３２の中心までの距離Ｌ２としたとき、Ｌ１×Ｆ１＝Ｌ２×Ｆ２となるような位置に軸受１１を配置することによって、第１羽根車３１に発生するラジアル荷重Ｆ１と、第２羽根車３２に発生するラジアル荷重Ｆ２とによる軸受１１の位置におけるモーメントを相殺して「ゼロ」にすることができる。

また、第１羽根車３１に発生するラジアル荷重Ｆ１は、第２羽根車３２に発生するラジアル荷重Ｆ２の約２倍程度（Ｆ１＝Ｆ２×２）となるため、図３に示す従来の２段型水封式ポンプの場合、２個の軸受１１ａ、１１ｂの各々にかかる荷重Ｆは、
Ｆ＝（Ｆ１＋Ｆ２）／２＝１．５Ｆ２
となるのに対して、本実施例の場合、１個の軸受１１にかかる荷重Ｆは、
Ｆ＝（Ｆ１−Ｆ２）＝Ｆ２
となり、軸受荷重を２／３に低減することができる。

以上、本発明の水封式ポンプについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

以上、本発明の２段型水封式ポンプは、軸受にかかる荷重を小さく抑えることができ、耐久性を向上することができ、さらに、構造を簡易化することができることから、小形化が必要な２段型水封式ポンプに特に好適に用いることができる。

本発明の２段型水封式ポンプの一実施例を示す正面断面図である。図１のＸ−Ｘ線の断面図である。従来の２段型水封式ポンプを示す正面断面図である。図３のＹ−Ｙ線の断面図である。

符号の説明

１２段型水封式ポンプ
２ケーシング
１１軸受
２１第１円筒胴
２１Ｐ第１円筒胴の中心
２２第２円筒胴
２２Ｐ第２円筒胴の中心
３１第１羽根車
３２第２羽根車
７吸込口
７ａ吸込ポート
７ｂ吸込ポート
８ａ吐出ポート
８ｂ吐出ポート

Claims

封水を収容したケーシングと、共通する駆動軸に設けられた第１羽根車及び第２羽根車とを備えた２段型水封式ポンプにおいて、前記ケーシングを、第１羽根車が位置する第１円筒胴と、第２羽根車が位置する第２円筒胴とに分割するとともに、第１円筒胴の中心と第２円筒胴の中心とが駆動軸に対して相互に１８０゜位相が異なるように偏芯して形成したことを特徴とする２段型水封式ポンプ。
第１円筒胴と第２円筒胴との仕切り板を貫通させて、第１円筒胴の吐出ポート及び第２円筒胴の吸込ポートを形成したことを特徴とする請求項１記載の２段型水封式ポンプ。
駆動軸を、１個の軸受によって片持ち式に支持するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の２段型水封式ポンプ。