JP2587665B2 - 旋回引き手ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は請求の範囲１の概念に基づく液状又はガス状
の媒体用の旋回引き手ポンプに関する。

広い分野において必要となる非常に多数の異った液状
又はガス状媒体用のポンプが知られている。逆圧とは殆
んど無関係な連続運搬流を必要とする場合には排水ポン
プが使用される。これらのポンプの場合、ピストン、引
き手（Schieber）、膜又はそれらの組合せで運搬媒体の
ポンプ室に封入された容積部分が入口から出口へと運搬
される。圧縮できない媒体では入口に対する弁によって
運搬室は小さくはならないが圧縮できる媒体（例えばガ
ス）ではこの運搬室は希望の圧力に高めることができ
る。これらの排水特性はピストン又は膜ポンプの場合、
運搬流に好ましくない脈動を発生し、脈動ダンパー及び
／又は時間的にずらしたタックで作動するポンプを必要
とする。それでも依然として残る余剰脈動のために流量
の正確な測定が妨げられる。特にこれらの構造における
類似法則により、構造が大きくなることで作動や能率に
よくない影響を与える振動をする嵩量の可成りの増大が
起ることが示される。運搬流を調整するには金の掛るピ
ストン調整又は装置が考えられる。好ましいものとして
は回転式排水ポンプがあるが、これは実際に脈動がなく
振動する嵩も弁もない。これにより嵩張らない構造につ
ながり、大きな土台を不要とする高い回転数が得られ
る。これらのポンプにはしかし乍ら、内部漏洩がピスト
ン又は膜ポンプに比べて大きいという欠点がありそれに
より得られる圧力差は高い方に制限されてしまう。大抵
の構造は回転部と固定部との間の遊びを少なくしてある
か又は互いに組合せてなる排水器にあっては摩耗する組
合せに対しては気を使う。遮断部品の滑り速度の早いも
のにあっては摩耗やシール性の理由から非潤滑性媒体の
送り、又は乾燥送りは許容されない。排水ポンプの特性
上渦巻ポンプによる単純な管調整は利用できない。一定
の回転数により運搬流を調整するにはピストンポンプに
よるコスト高の余分の装置が考えられる。ドイツ特許第
942314号による文献公知の１つのポンプによって下記の
構造が示されている。ハウジング内で回転するシリンダ
ーの内側シリンダー外被には二重腕木状に形成された翼
を収容する半円筒形の軸受けが設けられている。シリン
ダーの内側の、シリンダーに対して偏心して設けたボル
ト上で回転ピストンが緩く回っている。この回転ピスト
ンの中で翼の二つの腕木が、空間をなす滑り面によって
干渉する。この二重腕木状の翼にはシール縁の数が二重
になるという欠点がある。作動室を完全に空にできない
ので、ポンプの吸込み能力が妨げられる。更に滑り面に
嵌合する翼を長方形状に形成すると、滑り面を２つの部
品から構成しなければならず、これは作動中に締めつけ
られる。英国特許第109186号から知られるポンプにおい
ては、ハウジングとローターの間に側板を備えた回転す
る回し金を配しているのがみられる。この回転回し金の
方向に、ローター内で弾性的な、隙間を備えた先端部を
作用させる翼が向けられている。この回転する回し金及
び側板とローターの回転の同期は板に配され、ローター
内の穿孔に嵌合した軸で作用される。板の１枚によって
回転回し金が連結され、それと一緒に回転し、その結果
ローターは偏心して設けた軸受の回りに回転するが、こ
の軸受は回転によって軸に適合することができる。この
ようなポンプはそれ自体ではハウジングに対してパッキ
ングにならねばならない回り金の方向性に原因する２倍
のシール縁の欠陥を有する。その外にこの翼のこれらの
方向性が媒体に対して無防備でありそのために摩耗が生
じるということは不利である。その上設けられた孔と嵌
合する軸の回りに回るローターの強い回転が接触部分の
高い摩擦と摩耗をもたらす。隙間を備えた先端部は絶え
ず２つに分れようとし、これによりそこにははさみつけ
が生じる。ローター軸受のラジアル可動性は調整時間を
強制的に変えるので、連続的な運搬流調整はあり得な
い。その構成は複雑であり組立に困難である。

ここで本発明が対策を講じるのであるが、請求の範囲
に記す如く、摩耗の少ない、構造の簡単な、汎用性の広
いポンプであって、特に運転が静穏であり、一定の回転
数で流量を変え得るものを提供して問題点を解決しよう
とするものである。

従来の、シール部品を２本の腕木で形成したり、回転
する回り金に方向づけるといった技術から離れ、本発明
の特に簡素な構成においては、１本の腕木をローターボ
ルトに回転するように軸受した引き手を設け、この引き
手はハウジングに対してパッキングされている。これに
より回り金のシール縁は不要となり、これが内部摩耗と
同様に漏洩に対してもよい結果をもたらす。本発明の利
点は、引き手支持体を１体に形成してはさみつけを回避
することにある。この問題は本発明によると、回り金で
作動される引き手から、回り金の対応するすき間に嵌合
する突起があり、これは以前の類似のポンプ構造には示
されておらず従ってこの引き手による作動のし方は実現
され得なかった。本発明の本質的な特徴の１つはロータ
ー軸受とそのラジアル方向の段階のない調整能力とにあ
る。本発明によるとローター中心のラジアル方向の、段
階のない調整能力は、ポンプ室の片側であってその外で
軸受され無段階にラジアル方向に移動して調整される中
空の第２の軸によって得られる。この第２の軸の内側に
は、ラジアル方向に移動するに充分な間隔をもって駆動
軸がある。この駆動軸はローター保持部の片側に連結さ
れ、それによりローターボルトと引き手上で第２の軸と
しっかりと連結されたローター中心を駆動する。この構
成による利点は、ポンプ室の圧力による高い力が軸受的
にもシール的にも可成り制御されるという点にある。更
にこのポンプは浸食性の混合物である自己潤滑性のない
媒体であっても、その高い圧力で軸受摩耗を起すことな
く流すのに適している。この第２の軸のラジアル方向へ
の移動による提案された無段階流量調整の解決方法は、
簡単な構成で実際上ポンプ内の圧力とは独立に偏心を変
え得るという決定的な長所をもたらす。その外に非常に
小型の構造であり自由に程良い変形もできる。

本発明の特に目的とする構成では、保持ボルトの直径
が、ローター中心の最大偏心時に圧力が保持ボルトに中
心的に掛り、それによって引き手支持体の滑り摩擦が最
小になるようになっている。更に、使用目的や構造の大
きさに応じてローター中心とローター保持部との間に３
個から12個の間の引き手が一様に配置されることが分る
が、特に高い圧力を要するときには５個から９個の引き
手がよい（ボルト、引き手及び支持体の安定した作動の
ために）。吸い込みあるいは圧力径路は特に放射状でハ
ウジング内の引き手の全領域に渉って伸びており、これ
によりできる丈切線（Tangential）方向の吸排が考慮さ
れ、流れの関係が制御されている。高い回転数でポンプ
の良好な充填を保証するために、吸入領域内のローター
保持部に対しラジアル方向に直接配されている光屈折器
を設けて逆流を阻止している。

ローターの同一の大きさでポンプ効率を増大させるに
は、２個のローターを軸方向に設けることができる。こ
の場合第２の軸の軸受は変更しないので、対称型の二重
ポンプとなる。１本の軸で振動引き手式ポンプ全体を駆
動できるが、個々の入口、出口を設けるか、又は組合せ
た入口、出口を設けることもできる。

本発明を総括的に述べるならば、その構成が強力に回
転数とは無関係に無段階の流量変更を可能にし、振動引
き手の構成によって滑動摩擦による摩耗を最小にし、ポ
ンプの洗滌、摩耗部品の取換が迅速、単純に行い得る。
その結果、ポンプは簡素で、多機能で、摩耗が少なくな
る。

本発明の主題は参照番号を引用して例示される。

第１図は振動引き手ポンプの縦断面図、 第２図はローターのＡ−Ａ断面図 第３図は光屈折器を備えた吸入領域の部分断面図、 第４図はハウジングとローターのＢ−Ｂ断面図、 第５図は滑りリングのＣ−Ｃ断面図、 第６図は調整機構のＤ−Ｄ断面図、 第７図は対向壁を有するローターの縦断面図、 第８図は第７図を補う第１軸軸受の縦断面図、 第９図は主要部のみを示す二重ローターポンプの変形
を示す縦断面図である。

第１図から第６図まで示した本発明の振動引き手ポン
プの実施例において１は長方形の基板であって回転に対
して付加的な補強材として機能する。前方の２と後方の
３は支持材である。これらの支持材の内側には水平に移
動可能な滑りリング5,6及びそれらの間に軸受支持材４
が設けられている。支持材２の前面側にポンプハウジン
グ19がねじで固定されている。ポンプハウジング19は、
第１軸12の滑り軸受26を収容している蓋18で終ってい
る。後方支持材３の後方に軸受フランイ10がねじ止めさ
れており、これは第１軸12の滑り軸受26で後方軸受を有
し、それによって後壁の１部を例示している。ポンプハ
ウジング19内にはポンプ径路ｅがあり、その径路には入
口ａ、シール領域ｆ及び出口空間ｇを有する出口ｂが形
成されている。このハウジング内に中空シリンダー形状
のローター13が回っているが、このローターにはその円
周側に軸方向の孔が等間隔に穿設されており、この孔は
シリンダーの外殻を破っている。これらの孔の中には単
一に形成された引き手支持部材16が入っており、１本式
の引き手15を支持している。１本式の引き手15はその上
端を保持ボルト14で軸受され、その円くなった上面をポ
ンプハウジング19に対してローター保持部ｈをシール領
域ｆにおいて最小隙間でシールする。ローター保持部ｈ
はローター壁17と周囲を囲むように等距離に配された６
個の保持ボルト14からなり、第１の軸12上に載ってこれ
らのボルトによって駆動される。引き手支持部材16と引
き手15でローター保持部と連結されるローター13は第２
軸７上に固定連結される。この第２軸はポンプハウジン
グの外でローラベアリング８とボールベアリング９とで
軸受支持材４に軸受されている。この第２軸７は水平に
転位するのでこの軸上のローター13の偏心が変化され
る。これは調整装置で行われるが、この調整装置は、そ
の上に搭載された台31を備えた４本の保護ボルト、保持
体32、調整軸33及び調整車34からなる。いま調整車34が
回転すると軸受支持材４が、両側に設けられた滑りリン
グ5,6と共に水平面で移動する。支持材２及び３に挾ま
れて、移動可能に導かれた第２軸の軸受4,5,6,8,9は６
本の留めねじ25で遊びをもって留められる。ローター13
へのシールには第２軸７上に搭載した滑りリングパッキ
ン23で行い、このパッキンは支持材２内部で水平移動に
充分な大きさの孔の中に納っている。軸受９は軸シール
リング28は、軸シールリング24を有するポンプの背面で
もってシールされる。中間リング20とガイドボルト22は
第１軸12の軸方向への案内に働く。蓋21はポンプの外部
漏れをシールするのに働く。

第１図から、引き手15は対応する面上の１つの凸起と
引き手支持部材16が噛み合うのが分る。１体の引き手支
持部材16により締付が解除される。この錠／鍵原理は互
換的であり、一方引き手15には２個又はそれ以上の凸起
が形成されていてそれが対応して形成されている引き手
支持部材16に嵌合する（第９図参照）。重要なことは漏
洩損失を避けるために長方形に形成されていることであ
る。

第３図には入口での高い回転数のために設けた噴出屈
折器29が示され、この屈折器はハウジング19の入口側に
複数の接線方向に並んだ案内鉄板又は溝形状の開口から
なる。この案内鉄板又は開口の大きさは主たる条件によ
り定められる。

第７図及び第８図はローター後壁35を備えるローター
保持部ｈの他の例を示す。この実施例によると、ロータ
ー13、ローター壁17′、保持ねじ41、引き手15′、引き
手支持部材16′で１つの構造体を形成している。ロータ
ー中心は第２軸７′によって支持さればね楔36によりそ
の回転が保持される。ローター壁17′は第１軸上にあ
り、ばね楔37が保持材として機能している。スプリング
ねじ39がばねケース38により全体構造13,17′,41,15′,
16′,35を第２軸７′の軸方向に弾性付勢している。ポ
ンプの組立又は洗滌の際には、構造体13,17′41,15,1
6′,35は第１軸12′又は第２軸７′からスプリングねじ
39をゆるめることによってとり外すことができる。第８
図は第１軸12′の駆動側の軸受をボールベアリング42で
示す。第１軸12″の軸方向の調整は調整リング43と同時
に第１軸12′をも支えているばねリング44によって行わ
れる。固定ねじ46と47で調整リング43とばねリング44が
第１軸12′上に固定される。フランジ45がボールベアリ
ング42をその位置に保持し同時に蓋となっている。

第９図は二重ローターポンプの１例を示し、中心にあ
るベアリング８′を有する軸側面を第７図の鏡面対称形
で例示している。

第１軸12を予定の方向に駆動回転させると、入口近傍
で旋回する引き手15間で室ｃが大きくなり運ぶべき媒体
を吸入し、室ｃが小さくなることで出口ｂでハウジング
19から媒体を押し出す。この作動については更に先まで
知られており、より明らかに説明する必要はない。保持
ボルト14を使った１本式引き手15及び１体となった引き
手支持体16の強い強制駆動によってハウジング19での遠
心力による摩擦が避けられ、更にシール領域ｆでの仕事
空間が充分にシールされる。水平面で移動する出口側ベ
アリング4,5,6,8,9がローター13に高い力を与え、更に
等時的無段階流量調整によって潤滑性のない媒体でもポ
ンプは影響されない。

参照記号表 部 品 １……基板 ２……前方支持体 ３……後方支持体 ４……軸受支持体 ５……前方滑りリング ６……後方滑りリング ７……第２軸 ８……ローラーベアリング ９……ボールベアリング 10……軸受フランジ 11……蓋 12……第１軸 13……ローター 14……保持ボルト 15……引き手 16……引き手支持部材 17……ローター壁 18……軸受蓋 19……ポンプハウジング 20……中間リング 21……蓋 22……ガイドボルト 23……滑りリングパッキン 24……軸パッキン 25……スプリングねじ 26……滑り軸受 27……ばね楔 28……軸シールリング 29……噴出屈折器 30…… 31……台 32……保持体 33……調整軸 34……調整車 35……ローター後壁 36……ばね楔 37……ばね楔 38……ばねケース 39……スプリングねじ 40…… 41……保持ねじ 42……ボールベアリング 43…… 44……ばねリング 45…… 46……固定ねじ 17……固定ねじ その他 ａ……入口 ｂ……出口 ｃ……室 ｄ…… ｅ……ポンプ径路 ｆ……シール領域 ｇ……出口空間 ｈ……ローター保持部

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプハウジング（19）と、入口（ａ）
   と、出口（ｂ）と、吸入空間（ｅ）、シール領域
   （ｆ）、及び出口空間（ｇ）をもつポンプ経路と、引き
   手支持部材（16）を配置した穴を持つ径方向に調整可能
   なローター（13）とを有する旋回引き手ポンプであっ
   て、ローター（13）は第１軸（12）を囲んでいる径方向
   に調整可能な中空の第２軸（７）に軸受けされかつロー
   ター保持部（ｈ）の中に位置し、ローター保持部（ｈ）
   は不動の軸受支持材として機能しかつ堅い保持ボルト
   （14）を有し、保持ボルト（14）は引き手（15）の穴に
   通されており、こうして枢着された引き手（15）はその
   一部が引き手支持部材（16）の穴に入ってこの引き手支
   持部材と連動するものであり、これにより、引き手支持
   部材（16）は、ロータの穴の縁によって制限された旋回
   運動が可能であり、ローター保持部（ｈ）もしくはロー
   ター（13）の回転中に旋回と持ち上がりの動きを伴って
   軸（ｄ）の不定の偏心を補い、そしてシール領域（ｆ）
   でポンプハウジング（19）を直接的にシールしており、
   第２軸（７）の軸受（８、９）がポンプ空間の外に位置
   しポンプの汲上げ媒体（23）から保護されていることを
   特徴とする旋回引き手ポンプ。
2. 【請求項２】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、汲上げ媒体にかかる力は第１軸（12）からローター
   保持部（ｈ）へ引き手（15）を介して作用するようにさ
   れていることを特徴とする旋回引き手ポンプ。
3. 【請求項３】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、ローター後壁（35）及び／又はローター壁（17）に
   関し保持ボルト（14）は同心的に配列され、これにより
   シール領域（ｆ）に延びた引き手（15）に最小限のトル
   クが作用するようにされていることを特徴とする旋回引
   き手ポンプ。
4. 【請求項４】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、引き手（15）は、対応して形成された引き手支持部
   材（16）に錠−鍵の原理で嵌合している長方形の凸起を
   備え、これにより、引き手支持部材（16）は単一部品に
   形成されていることを特徴とする旋回引き手ポンプ。
5. 【請求項５】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、第２軸（７）の軸受支持材（４）が、両側に配置し
   てある滑りリング（５、６）の手段と調整機構（30、3
   1、32、33、34）とによって２つの支持材（２、３）の
   間において水平面を保ちつつ径方向に連続的に変位し得
   るものであり、それ故、ローター偏心（ｄ）を直接変え
   得ることを特徴とする旋回引き手ポンプ。
6. 【請求項６】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、２以上のポンプ要素（13、17′、41′、15′、1
   6′、35）が軸方向に鏡面対称になって配置され、中間
   部のベアリング（８′）と支持材（２、３）とによって
   分離されていることを特徴とする旋回引き手ポンプ。
7. 【請求項７】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、ローター保持部（ｈ）は片側に固定されている保持
   ボルト（14）を有し、したがって、引き手（15）を交換
   するためにはベアリングカバー（18）とローター壁（1
   7）のみを取り外せばよいことを特徴とする旋回引き手
   ポンプ。
8. 【請求項８】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、駆動用の第１軸（12）は、少なくとも最大の偏心距
   離（ｄ）を有しかつ軸受支持材（４）のポンプハウジン
   グ（19）の外側に回転可能に設置されている中空の第２
   軸（７）の内側で回転すること特徴とする旋回引き手ポ
   ンプ。
9. 【請求項９】請求項１記載の旋回引き手ポンプにおい
   て、集成材としてのコンパクトなポンプ要素（13、1
   7′、41、15′、16′、35）が、ベアリングカバー（1
   8′）を取り除いて締付けねじ（39）を外した後、締付
   けブッシュ（38）と一緒に第１軸（12）もしくは第２軸
   （７）から軸方向に取り外されることを特徴とする旋回
   引き手ポンプ。