JP4130470B1

JP4130470B1 - 液体移送ポンプ

Info

Publication number: JP4130470B1
Application number: JP2008032655A
Authority: JP
Inventors: 明博武藤
Original assignee: 株式会社大和電機商会
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2028-02-14
Also published as: JP2009191717A; CN101509486B; CN101509486A

Abstract

【課題】チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく一定流量で連続移送することができるうえ、振動が少なく耐久性に優れた液体移送ポンプを提供する。
【解決手段】回転する主軸と、該主軸の端部に設けられ主軸と共に回転するロータと、ケーシングと、該ロータとケーシングとの間に設けられ前記主軸に対して偏芯した回転軸を有する内筒とを有する液体移送ポンプであって、前記ロータの外周面の１箇所の軸方向に仕切部材を設け、該仕切部材を前記内筒に嵌合させることにより、前記ケーシングと内筒およびロータとの間の空間を正圧部と負圧部に区分し、前記主軸が回転すると前記仕切部材が内筒を押して、前記内筒とロータが往復動作をすることなく偏芯した回転軸を中心としてそれぞれ回転し、前記正圧部と負圧部の容積が変化することにより、前記負圧部に液体を吸込み、該液体を昇圧して前記正圧部から排出することを特徴とする液体移送ポンプ。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を移送する液体移送ポンプに関する。

具体的には、例えば、チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく一定流量で連続移送することができる液体移送ポンプに関する。

従来から間欠的な手段としてピストン機構による一行程ポンプがあり、液体を一定流量で移送する液体移送ポンプに関しては、従来から種々の提案がなされている。

例えば、特開２００６−１７０１７５号公報（下記特許文献１）には、真円の内周面を持つケーシング内に真円の外周面を持つ回転シリンダーと両頭のピストンと偏芯軸を持つ駆動軸を組合せ駆動軸歯車とシリンダー内歯歯車を噛み合わせ駆動軸を回転させることによりピストンとシリンダーとケーシングの間にできる空間部の体積が伸縮され、その体積の変化によってケーシングの内周面から外周に通じる吸入口と排出口を通して吸入と排出を行なうことにより、小型軽量で低速回転から高速回転域まで実用可能でエネルギー効率の良いロータリーポンプが記載されている。

しかし、この特許文献１の方法は、シリンダー内歯歯車を噛み合わせ駆動軸を回転させることが困難であるうえ、ケーシング内に歯車を多数設ける必要があるため、機構が複雑で部品コストが高いうえ、メンテナンスにも多大な時間と労力がかかるという問題点があった。

また、従来のポンプは連続移送には適さないうえ、歯車ポンプ、ベ−ンポンプ、ねじポンプ等では歯車ポンプは歯面、ベ−ンポンプではベ−ンと壁面に液が接触して粒子が圧壊されてしまうという問題点があった。

なお、本願発明のように、回転する主軸と、該主軸の端部に設けられ主軸と共に回転するロータと、ケーシングと、該ロータとケーシングとの間に設けられ前記主軸に対して偏芯した回転軸を有する内筒とを有するポンプは、例えば、実開昭６２−１９３１９３号公報（下記特許文献２）や特開２００５−３２０９２９号公報（下記特許文献３）に記載されている。

しかし、この特許文献２や特許文献３に記載されたポンプは、本願発明の内筒に相当するリング状部が揺動するタイプのポンプであって、リング状部の揺動によって振動が発生するため耐久性に問題があるうえ、駆動部分に移送流体が漏れる可能性が高いので用途がガスに限定され、本願のように液体移送には適さないという問題点があった。

図６は、従来の特許文献２のポンプの構造を示す図であり、図６（a）は横断面図、図６（ｂ）はＡ−Ａ矢視図、図６（c）はＢ−Ｂ矢視図である。
図６において、２１はボス部、２２はリング状部、２３はケーシング、２４は側板、２５は吸込口、２６は排出口、２７は仕切板、２８はシャフト、２９は液溜りを示す。

シャフト２８が矢印の方向に回転すると、リング状部２２が揺動して流体が吸込口２５から入り排出口２６から出て行く構造となっている。

ここで、排出口２６側に抵抗がかかればポンプ内の流体の圧力は上昇し、側板２４とケーシング２３との隙間から流体が漏洩するため、気体だとそのまま何処に逃げても差し支えないが、液体だと漏れた液体が液溜り２９を形成し溜まった液体は逃げ場がなくなってしまう。

例えば、アルファルト乳剤や、溶けたチョコレートのような粘性流体は、アスファルト乳剤の場合２００℃、チョコレートは６０℃という高温を保った状態でポンプに入って排出されるため、液が溜まった状態のまま放置しておくと速く老化が進み、ポンプの回転抵抗が急激に増加してしまい、例えば、作業の関係で運転を停止した後に再起動しようとしても起動ができなくなる可能性が高かった。
特開２００６−１７０１７５号公報実開昭６２−１９３１９３号公報特開２００５−３２０９２９号公報

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、例えば、チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく一定流量で連続移送することができるうえ、振動が少なく耐久性に優れた液体移送ポンプを提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決すべく定量ポンプの液体移送機構について鋭意検討の結果、例えば、チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく一定流量で連続移送することができるうえ、振動が少なく耐久性に優れた液体移送ポンプを提供することができることを見出したものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）回転する主軸と、該主軸の端部に設けられ主軸と共に回転するロータと、ケーシングと、該ロータとケーシングとの間に設けられ前記主軸に対して偏芯した回転軸を有する内筒とを有する液体移送ポンプであって、
前記ロータの外周面の１箇所の軸方向に仕切部材を設け、該仕切部材を前記内筒に嵌合させることにより、前記ケーシングと内筒、内筒とロータとの間のそれぞれに空間部が設けられ、かつ、そのそれぞれの空間部が正圧部と負圧部に区分されており、前記主軸が回転すると前記仕切部材が内筒を押して、前記内筒とロータが往復動作をすることなく偏芯した回転軸を中心としてそれぞれ回転し、前記正圧部と負圧部の容積が変化することにより、前記負圧部に液体を吸込み、該液体を昇圧して前記正圧部から排出することを特徴とする液体移送ポンプ。
（２）前記内筒の端部に第１の側板を設け、前記ロータの端部に第２の側板を設け、該第1の側板および第２の側板の前記仕切部材を挟む位置に液体の吸込口および排出口を設けることを特徴とする（１）に記載の液体移送ポンプ。
＜作用＞
（１）および（２）の発明によれば、ケーシング内の液体を押し出すので歯面やベーンによって液体中の粒子を潰すことがなく、例えば、チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく一定流量で連続移送することができるうえ、内筒やロータが揺動しないのでポンプの振動を著しく低減することができる。

本発明によれば、例えば、チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく一定流量で連続移送することができるうえ、振動が少なく耐久性に優れた液体移送ポンプを提供することができる。

また、ケーシング内に歯車を設ける必要がなく機構が簡便で部品コストが安いうえ、メンテナンスも容易であるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明を実施するための最良の形態について図１乃至図５を用いて詳細に説明する。

図1乃至図３は、本発明の液体移送ポンプの実施形態を例示する図であり、図１は分解図、図２は側断面図およびＡ−Ａ矢視横断面図、図３はＢ−Ｂ矢視横断面図である。

図１乃至図３において、１はケーシング、２は内筒、３は第１の側板、４は第２の側板、５はロータ、６は主軸、７は仕切部材、８は吸込口、９は排出口、１０はノックを示す。

従来のピストンポンプはピストンの往復運動によってピストンが後退したときに液体を吸い込み、ピストンが前進したときに液体を吐出すため、シリンダー内の液体の動きを司る吸入・吐出の弁が必要になるうえ、液体が弁を通過するとき、液体の速度が増加し高速度で周面に接触することにより、液体中の粒子が破壊されるという問題点があった。

また、回転する主軸と、該主軸の端部に設けられ主軸と共に回転するロータと、ケーシングと、該ロータとケーシングとの間に設けられ前記主軸に対して偏芯した回転軸を有する内筒とを有する従来のポンプは、ロータやピストンが揺動するタイプのポンプであって、ロータやピストンの揺動によって振動が発生するため耐久性に問題があるうえ、駆動部分に移送流体が漏れる可能性が高いので用途がガスに限定され、液体移送には適さないという問題点があった。
本発明の液体移送ポンプは、回転する主軸６と、該主軸６の端部に設けられ主軸６と共に回転するロータ５と、ケーシング１と、該ロータ５とケーシング１との間に設けられ前記主軸６に対して偏芯した回転軸を有する内筒２とを有する液体移送ポンプであって、前記ロータ５の外周面の１箇所の軸方向に仕切部材７を設け、該仕切部材７を前記内筒２に嵌合させることにより、前記ケーシング１と内筒２およびロータ５との間の空間を正圧部と負圧部に区分し、前記主軸６が回転すると前記仕切部材７が内筒２を押して、前記内筒２とロータ７が往復動作をすることなく偏芯した回転軸を中心としてそれぞれ回転し、前記正圧部と負圧部の容積が変化することにより、前記負圧部に液体を吸込み、該液体を昇圧して前記正圧部から排出することを特徴とする。

発明によれば、ケーシング１内の液体を押し出すので歯面やベーンによって液体中の粒子を潰すことがなく、例えば、チョコレートやアスファルトのような高粘度の液体中の粒子を破壊させることなく例えば毎分1000回転程度の高速で連続運転することができるうえ、内筒２やロータ５が揺動しないのでポンプの振動を著しく低減することができるので耐久性に優れている。
また、前記内筒２の端部に第１の側板３を設け、前記ロータ５の端部に第２の側板４を設け、該第1の側板３および第２の側板４の前記仕切部材７を挟む位置に液体の吸込口８および排出口９を設けることにより、仕切部材７の回転方向の前方を正圧部、仕切部材７の回転方向の後方を負圧部に区分けすることができ、回転方向を逆転させることにより、吸込口８と排出口９とを逆にすることができる。

図２は、本発明の液体移送ポンプの実施形態を例示する側断面図とＡ−Ａ矢視横断面図である。

図２に示すように、ケーシング１の内側に設けられた内筒２の回転軸と、主軸６の端部に設けられたロータ５の回転軸は、中心が上下にずれた位置にあり偏芯している。

従来のポンプは、このロータ５と内筒２を共通の回転軸に固定して回転させることにより、ロータ５または内筒２を揺動させることによって、負圧部と正圧部の容積を変更していたが、この揺動によってポンプが振動するため、耐久性が劣るという問題点があった。

そこで、本発明の液体移送ポンプは、ロータ５と内筒２の回転軸を別々にし、ロータ５の外周の１箇所の軸方向に設けられた仕切部材７を内筒２に嵌合させることによって、仕切部材７が内筒２を押すことによって、内筒を独自の回転軸を中心に回転させることができるので、ロータ５または内筒２が従来のように揺動しないため、振動が少なく耐久性に優れたポンプを実現することができる。

また、従来のポンプのようにロータ５または内筒２の揺動により流体澱む液溜りを形成するところが全くないため液の老化による回転抵抗の増加の心配がなく、駆動部に漏れ出す心配がないので、ガスだけでなく液体の移送に適用することができる。
図３は、本発明の液体移送ポンプの実施形態を例示するＢ−Ｂ矢視横断面図である。

図３に示すノックは、内筒２の回転軸の位置決めと固定に用いることができる。

図４は、本発明の液体移送ポンプの実施形態の動作を説明する図であり、ポンプの仕切部材７が３０度とびに回転したときの回転部の位置を示している。

図４に示すように、基点０度、中立位置で矢印の方向に回転を始める。

図４の斜線部が正圧部１２、空白部が負圧部１１を示しており、仕切部材７の回転方向の前方が正圧部１２、後方が負圧部１１となる。

図４に示すように、仕切部材７が回転するにつれて、負圧部１１の容積が増加し、２４０度回転した時点で、内筒２の内側の負圧部１１が排出口と連通して正圧部１２になり、この正圧部１２から液体が押出されて排出される。

その後、仕切部材７が一周すると正圧部１２と負圧部１１は元の状態に戻る。

この間、内筒２とロータ５は、それぞれの回転軸を中心として自転するため、内筒２とロータ５の位置関係は変わらず、従来のように揺動しないため、ポンプの振動を著しく低減することができる。

図５は、本発明の液体移送ポンプの液の流れを説明する図である。

図５において、任意の角度で仕切り部材7が矢印の方向に回転していると考える。液封点aとbの位置は常に不変ゆえ、仕切部材7の回転につれ液の容積acdと容積bghは縮小する。また容積befと容積akjは膨張する。

前記の縮小された容積分の液は排出口9から流出し、膨張された容積分の液は吸込口8から吸入される。

内筒2は吸込口8をふさぐ形になるが、内筒2の内外から吸込口8への流通を妨げないようにする。排出口9の流通についても同様にする。

本発明の液体移送ポンプの実施形態を例示する分解図である。本発明の液体移送ポンプの実施形態を例示する側断面図とＡ−Ａ矢視横断面図である。本発明の液体移送ポンプの実施形態を例示するＢ−Ｂ矢視横断面図である。本発明の液体移送ポンプの実施形態の動作を説明する図である。本発明の液体移送ポンプの液の流れを説明する図である。従来の特許文献２のポンプの構造を示す図

符号の説明

１ケーシング
２内筒
３第１の側板
４第２の側板
５ロータ
６主軸
７仕切部材
８吸込口
９排出口
１０ノック
１１負圧部
１２正圧部
２１ボス部
２２リング状部
２３ケーシング
２４側板
２５吸込口
２６排出口
２７仕切板
２８シャフト
２９液溜り

Claims

回転する主軸と、該主軸の端部に設けられ主軸と共に回転するロータと、ケーシングと、該ロータとケーシングとの間に設けられ前記主軸に対して偏芯した回転軸を有する内筒とを有する液体移送ポンプであって、
前記ロータの外周面の１箇所の軸方向に仕切部材を設け、該仕切部材を前記内筒に嵌合させることにより、前記ケーシングと内筒、内筒とロータとの間のそれぞれに空間部が設けられ、かつ、そのそれぞれの空間部が正圧部と負圧部に区分されており、前記主軸が回転すると前記仕切部材が内筒を押して、前記内筒とロータが往復動作をすることなく偏芯した回転軸を中心としてそれぞれ回転し、前記正圧部と負圧部の容積が変化することにより、前記負圧部に液体を吸込み、該液体を昇圧して前記正圧部から排出することを特徴とする液体移送ポンプ。
前記内筒の端部に第１の側板を設け、前記ロータの端部に第２の側板を設け、該第1の側板および第２の側板の前記仕切部材を挟む位置に液体の吸込口および排出口を設けることを特徴とする請求項１に記載の液体移送ポンプ。