JPH0242193A - 媒質からポンプによって気体を分離する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明はポンプ吸排されるｔＩＬ質から気体をポンプを
使用して分離する方法及び装置に係る。より正確に言え
ば、本発明に従う装置は気体を包含する媒質のポンプ吸
排において使用されるポンプの気体排出のための構成に
係る。本発明に従うポンプはパルプ及び紙工業における
低、中及び高コンシスチンシーの繊維懸濁液に特に好適
である。

口、従来の技術 気体を包含する液体のポンプ吸排は、気体がポンプ回転
子の中心のまわりに蓄積して泡を形成し該泡が成長して
ポンプの吸込口全体を満たす傾向を有するから、比較的
高い気体含量においては気体排出手段なしに遂行され得
ない。この結果として効率の相当な減少と装置の振動と
が生じ、そして最悪の場合にはポンプ吸排作用の中断が
生じる。

この問題は例えば木材処理産業における低コンシスチン
シー繊維懸濁液のポンプ吸排のため何十年にも亙って使
用されてきた遠心ポンプにおいては特に困難であると見
られる。泡から気体を排出することによって前記問題を
解決するべく様々の試みが既に為されてきた。現在、気
体はポンプの吸込間口の中心に配置された羽根車のハブ
まで延びるバイブを介する吸込作用によって気体を引出
すことによって、羽根車の中空シャフトを通じて気体を
引出すことによって、または羽根車に少なくとも１個の
穴を設けそれを通じて気体を羽根車の後側へ引出しそし
て更にそこから外部へ導くことによって、既知の古い装
置を用いて排出されている。これら装置は、何れも、ポ
ンプ吸排される媒質が液体または同様、のちのであり且
つ固体を含有しない場合には満足される態様で働く。ｔ
ｓ質が固体粒子例えばファイバー、糸などを含むときに
のみ問題が起きる。そのような場合、これら粒子はポン
プの運転のため再び用いることを必要とされるダクトが
邪魔の無い開いた状態を維持りることを台かす。

言うまでもなく、不純物によって生じる不利要因及びリ
スク要因を除去するまたは最少化するのに役立つ解決手
段はい（つか知られている。最も簡単な手段は、おそら
く、管詰まりが全く考えられないように十分に径の大き
いダクトを気体排出のために配置することである。使用
される他の代替手段は、例えば、羽根車の後側に別のブ
レードホイールを配置することである。きわめてしばし
ば、複数の放射状リヤベーンが羽槍車の後面に配置され
るが、これらリヤベーンの目的は、羽根車の気体排出口
を通って羽根車の外縁へ達しそしてその隙間から液流へ
役する気体とともに流れた媒質をポンプ吸排することで
ある。羽根車の後側の前記リヤベーンの究極的な目的は
、ポンプの軸方向力を均衡させることである。これはリ
ヤベーンの出が実ポンプベーンのそれと同等であるとき
最も良く達成されると考えられている。成る場合におい
ては、先に言及されたそれと同じ目的を有する分離され
た構成が採用されるが、それは羽根１工のシャフトに取
付けられたブレードホイールによって羽根車のさらに後
方に据付けられる。、前記ブレードホイールはその固有
の室の内部で回転して室の外縁まで気体とともに流れる
液体を分離するのに役立ら、かくして気体は室の内縁か
ら吸引力によって引出され得る。Ｗ質は室の外縁上に堆
積づる不純物とともに別個のダクトを通じてポンプの吸
込側または吐出側へ導かれる。以上開示されたずべての
装置は、液体に限定量の不純物が包含されるときにおい
てのみ満足されるＩ′ｌ！様で働く。

人聞の固形物を含有する液体、例えばパルプ産業の繊維
懸濁液、に対しても比較的信ｍ性を以て働くように前記
装置を調整することも可能である。

その場合には、しかし、気体排出能力に関して速歩する
ことが必要である。何故ならば、主目的は全くまたは殆
ど何らの繊維も気体排出ダクトへ、または、それと恐う
（連通する貞空ポンプへ漂移しないことを保証すること
であるからである。かくして、気体を含有する繊維懸濁
液中、予防手段として、流れへ帰還される。他方におい
て、繊維懸濁液中の気体はパルプ処理工程においては清
極要囚であり、それは可能なかぎり完全に除去さるべき
であることが知られている。いったん分離された気体を
バルブ循環流へ帰還させることは現存する利点を無駄に
することである。また、気体とともに流されるすべての
バルブをポンプの副流として排出することによってパル
プ循環流から分離することはバルブの浪費である。

従って、本発明の目的は遠心ポンプの能力を最も効率的
に使用して液体から気体を分離し、ポンプ自体から該気
体を最も簡単で作用的に保証された手段によって排出す
ることである。唯一の前提条件は、気体排出システムを
詰まらせる可能性のある不純物即ち糸、繊維などのごと
き固形物が液体とともに流れるリスクなしに運転し得る
ことである。

出願中のフィンランド特許願第８７２９６７号（対応米
国特許願第２１６００９号；当社米国特許代理人専用番
号）には、たとえポンプ吸排される材料がバルブ及び紙
工業のための繊維懸濁液であっても懸濁液中の繊維が気
体排出システムまたはそれと連通ずる真空ポンプを詰ま
らせる恐れがないことを保証する若干の方法がｂ１示さ
れる。前記特許願においては、フィルタ面または同様の
ものが、排出される気体の流れ通路に、恐らく処理工程
において使用される真空ポンプの手前に配置され、前記
フィルター面によって懸濁液中のｍ維が気体排出システ
ムに進入することを阻止される。

他方において、米国特許公報第４６７３３３０号も遠心
ポンプの前で発生する気体泡の寸法を調節することによ
って遠心ポンプが所望のり７１〜高さ及び容積に対して
寸法を決定されるように遠心ポンプの運転を制御する一
方法を開示する。

前記特許公報に基づく構成は、後壁土の羽根車の後方に
おいて前記ポンプのハウジングに半径方向に配列された
複数の電気的センサを有し、これらセンサは電気を伝導
する液体及び気体の能力または同様の能力の変動に基づ
いて羽根中と前記後壁との間で発生する気体泡の寸法を
測定でる。

前記特許公報において注目されることは、羽根車のベー
ン間の媒質も媒質内の気体泡もともに滑らかに丸くなく
、それらの間の境界面は成る稈麿鋸南状であり、その結
果、各ベーンは幾分媒質図をその前で押圧しそしてＷ、
質層は遠心力によって外縁の方向へ運ａする傾向を生じ
ることである。

しかし、前記公報においては説明されていない理由によ
って、媒質のそのような押圧するベーンの表面上のＱＩ
分は羽根車の中心に最も近く位置する。

前記公報に従えば、そのような規則性は実ポンプベーン
に関してのみならず、羽根車の後方で半径方向に配列さ
れたいわゆるリヤベーンに関しても広く認められる。

ハ１発明が解決しようとする問題点 本発明に従ってそして前記特許公報において気体とバル
ブとの間の境界面の波形を結果として生じる諸要因が徹
底的説明のために継承されたことによって、羽根車のリ
ヤベーンの寸法及びそれらの位置、羽根車を貫通する複
数の気体排出口の寸法及び位置及びポンプの羽根車後方
の後壁の中心開口の寸法並びに前述諸部品の相互寸法を
、先に言及されたスクリーン板を配置することなしに、
または、電気的センサに基づく遠心ポンプのＭｒ述案内
装置をも設けることなしに遠心ボン１からの気体の排出
が可能であるように限定することが可能になった。前記
案内装置は単に気体への寸法を調節するために恐らく必
ず使用され得る。

二１問題点を解決するための手段 本発明に従う構成のり本原理は次の通りであるニー気体
泡がポンプの中心において発生される羽根車後側におけ
る部分の最小半径方向寸法は、可動性の固体粒子が媒質
とともに気体排出システム内に流入するのを許さないよ
うに、ポンプ後壁の中心開口の半径より大きくされなく
てはならない。

−前記羽根車後側における気体泡の部分の最高半径方向
寸法は、ポンプ吸排される媒質へ気体が流れ戻るのを許
さないように、全ての運転状態において羽根車の半径よ
り小さくされなくてはならない。

一ポンプの軸線からの気体排出のための複数の孔の距離
は、おそらく気体とともに流れる固体粒子が直接に気体
排出システム内に排出されるのを許ざないように、羽根
車後壁の中心間１コの半径より長くされなくてはならな
い。

さらに、前述された気体泡の鋸歯形状に基づいて媒質層
の半径方向寸法は考慮に入れられなくてはならない、、
最悪の場合に・おいては、前記押圧するベーンの表面に
接して位置する媒質が分配後壁の中心ｎ口のレベルまで
延びそして、他方において、気体泡の最外側部分が同時
に羽根車の外縁まで延びるから、前に説明された条件は
満たされ得ない。かくして、後壁の中心開口が可能なか
ぎり小さくされなくてはならない。そしてその限度がシ
ャフトの直径の寸法であるような状況が到達される。こ
れに反して、羽根車の直径は可能なかぎり大ぎくされな
くてはならず、そして、ポンプの残余の諸寸法はポンプ
のための限度を成る容易に決定される限界値に設定され
る。また、ポンプの様々の異なる運転条件、異なる諸条
件において使用される様々の回転速度及び異なる気体含
ｍを有する＃Ｂ’ＡＭを考慮して、気体泡の最終的に半
径方向に計測された距離が可能なかぎり小さくされ得る
点が到達される。

以上に加えて、先行技術の諸文献は羽根車の後板におけ
る複数の気体排出口の位置のため極めて多数の配列を開
示するが、適正な助言または配列は見当たらない。スイ
ス特許１１５７１６５５号には複数の孔がポンプのシャ
フトから変化する半径方向距離を以てベーンの後面に隣
接して配列され、これら孔の直径がシャフトから外方へ
小さくされている一配列例が開示される。他の一位置で
、いわゆる第１世式中コンシスチンシー（ＭＯ）−ポン
プにおいて、中コンシスチンシーバルブのための気体排
出口は横長のｉｔの口（第２図）として配列され、それ
らは羽根車のベーン相互間に位置されて、羽根車のシャ
フトから同一半径方向距離を以て−ベーンから他の一ベ
ーンへ延びている。

かくのごとく、気体排出口の位置決めは、今日、多少偶
然的であり、何らかの理論的または十分な実験に基づく
定義を欠いている。

本発明は羽根車の後板の寸法と位置及び羽根車のリヤベ
ーン並びにポンプの後壁の寸法が最適化された事実と、
気体泡とそれを包囲する液体リングとの間の境界面の形
状が、実作業でポンプ吸排される媒質が全くまたは殆ど
気体とともに気体排出システムに進入しない程度に平坦
化された事実とに係る。

本発明に従う装置は、ポンプのリヤベーンまたはそれら
と共に作動する部材が、それらが前記リヤベーンのベー
ン隙間において羽根車漬方の空間内の媒質に指向される
異なる方向と異なる強さとを有する複数の力の総合され
た作用によって発生される媒質の流れをポンプ少壁の気
体排出口を通り越えさＵて導くか、または、それらが前
記流れを緩徐にさせる結果として、前記流れの前記気体
排出口への到達が阻止されるように配列されていること
を特徴とする。

本発明に従う方法は、羽根車後方の空間内の媒質に指向
される半径方向の力、前記外縁に対し並行する力及び慣
性の力の総合された作用によって発生される媒質の流れ
を気体排出システムに達する気体排出ダクトを通り越え
させて導くことによって、または、前記諸刃の総合され
た作用によって発生される媒質の流れを弱めることによ
って、気体排出システムへの前記空間内の媒質の排出が
阻止されることを特徴とする。

ホ９発明の効果 次に、本発明の現構成に基づく遠心ポンプの諸利点の例
を列挙するニ 一気体を含有する液体を主循環流へ復する必要が無いか
ら、より効率的に気体が排出される；−繊維懸濁液のポ
ンプ吸排において、気体排出ダクトが詰まる恐れ、また
は、バルブが無駄にされまたは遷移して下水になる恐れ
が無いニーポンプ吸排に使用される装置の構造がより的
単になり、使用はより信頼可能になり、そして真空ポン
プは必ずしも分離した駆動モータを必要としないから運
転費用が削減される； 一高コンシステンシーパルブ中の空気の高含量は先行技
術に従う構成ではポンプ吸排を妨害したが、比較的相当
高いコンシスチンシーを有するバルブのポンプ吸排が可
能になる。

本発明に従う方法及び装ごは在来型通心ボンブに適用さ
れ得るが、言うまでもなく、それにより、ポンプ吸排さ
れるパルプのコンシスチンシーとの妥協が必要になる。

さらにまた、先行技術に基づ＜ＭＣ−ポンプに対しても
適用され得、それにより、吸込口まで延びる回転子を有
するこれらポンプによって今までより相当高いフンシス
チンシーのパルプを処理することが可能である。

本発明に従う装置及びそれとともに使用される方法が、
以下添付図面を参照しつつ、例示の意図をもって説明さ
れる。

へ、実施例 例えば米国特許第４４１０３３７号により詳細に説明さ
れる第１図に基づく中コンシスチンシー繊維懸濁液のた
めのいわゆる第１１！！代遠心ポンプ（いわゆるＭＣ−
ポンプ）は、原則として、次の諸要素、即ちポンプのハ
ウジング１、吸込口２、吐出口３、ポンプのシャフト４
、複数のポンプベーン６を設けられそしてシャフト４に
取付けられた羽根１１５、羽根車の後板７、ポンプの後
壁８及び気体排出導管９、を主要なものとして有する。

第１図に説明される羽根車５の複数の気体排出口１０は
ポンプのシャフト４の至近に配置される。

何故ならば、このようにして、全くまたは殆ど何らの繊
維含有液も気体排出システムへの進入を許されないよう
に保証することが意図されたからである。いわゆるリヤ
ベーン１１が羽根中５の後板７の背側に放射状に配列さ
れ、そしてそれらはこのタイプのポンプにおいて二つの
目的を有する。

一方において、それらはポンプ内における複数の軸方向
の力を均等化し、そして他方において、それらはまた後
板７の後方を流れた液体を圧力開口即ち気体吐出口３へ
向かう主流へ復するように圧送する働きをする。羽根車
５及び環状ダクト１２の対応する気体吐出口１０はポン
プの後壁８内においてシ亀シフト４の周囲に保持され、
前記環状ダクト１２を通じて気体は後壁８の背側の空間
１３へ紡出され、前記空間１３から気体排出導管９が気
体を殆ど通常はポンプから離された分離型の真空ポンプ
を介してさらに遠くへ導く。

第２図は前記米国特許に従った構成において実際に使用
された羽根１１５の背面図を示す。図面において見られ
るように、羽根車５の後側におけるいわゆるリヤベーン
１．１の個数は、その量が既に確立されたものになって
いる６個である。また、−膜内な狙いはリヤベーンの黴
を最小化することであるが、結局個数は６個に落ちつい
ている。何故ならば、前記構成における羽根車５の反対
側に在る実ポンプベーンの個数も実際上６個であるから
である。さらにまた前記リヤベーン１１は先行技術的構
成においては製作を簡単化するために、そしてそれらを
別様式にすることを目指す理由が特に生じていないから
、常に放射状態にされてきた。第２図はさらに複数の気
体排出口１０の構造及び位置を図示している。即ち、こ
れら気体排出口１０は横長でありそして羽根ｉ１５の外
縁に対し平行して湾曲しており、従ってポンプのシャフ
ト４から恒常的に等距離を位置されている。第２図はさ
らに環状ダクト１２がポンプの後壁８と羽根車５のシャ
ツ］・４との間に位置し、該環状ダクト１２を通じて気
体が気体排出システム内に流入し得ることを図示してい
る。

また、第２図において矢印Ａは羽根車５の回転方向を表
示し、そして羽根車５の後側における空気泡と羽根車を
包囲するｍＭ懸濁液との間の境界面は破線１４によって
略示されており、前記境界面は先行技術に関連して既に
説明された鋸歯形状を画成する。足手径方向距離を有す
る気体排出口１０の形状は、同様の鋸歯形状が反対側、
羽根車の実ポンプ作用側、にも形成されるから、可能最
良のものではないことは理解されるであろう。従って、
ポンプベーン６の後側に近い気体排出口１０の一部は羽
根車の前側から後側への気体の流れを極めて効率的に許
すけれども、気体排出口の反対端は繊維懸濁液区域に在
り、それによりＩＩＨ懸濁液の一部は羽根車の後側へ流
れ、そのことだけでも望ましくないと言える。一方また
、気体泡の半径方向規模はその最大であり羽根車の外縁
に極めて近く、従ってもし気体が前記空間から十分に効
率的に引出されないならば、気体泡が羽根車の外縁から
主流へ復するように排出され始める恐れがあることが注
目される。もしそのような状況が実作業において遭遇さ
れるならば、恐らくポンプの気体排出能力が落とされな
くてはならない。何故ならば、気体を引出す真空ポンプ
の吸引効果が増加されるならば、ｋＨ＃ｆ！懸濁液がポ
ンプの後壁とシャフトとの間の環状隙間から気体排出シ
ステム内に進入し、それにより真空ポンプとして最も普
通に使用される液体リングポンプは殆ど直ちに詰まりモ
してイの結果として整備作業及び恐らくまた修理作業が
必要になるという副次的リスクもあるからである。

前述鋸歯形状が形成される主な理由について以下説明す
る。バルブが羽根車の複数の開口から羽根車の後側へ排
出されるとぎ、前記バルブは前記開口の周速度と実質的
に一致する回転速度を有する。バルブは間口の後側にお
いてバルブを外方へ投げる傾向を有する遠心力を受けざ
ぜられ、それにより慣性に起因するバルブの運動方向は
半径方向ではなくて羽根車の運動に対して後方へ湾曲す
る傾向を有する。換言すると、バルブはそれが常に羽根
車の外縁へ向かって外方へ運動するという事実にもかか
わらず、前記羽根車開口から排出されているときそれが
有した同じ周速度を維持する傾向を有し、それにより羽
根車は周速度の連続的に増加する差のためにバルブを“
パス”する傾向を有する。これにより、バルブは外方へ
運動するとき前記開口の次に位置するリヤベーンの表面
へ流れ、該リヤベーンはバルブの周速度を加速する。

後続バルブがリヤベーンの表面に沿って羽根車の外縁へ
向かって外方へ絶えず堆積するから、バルブのその周速
度がより昌くなった部分は前記外縁に平行して先行リヤ
ベーンの後面へ向かって前進しなければならず、それに
よりバルブと気体との間の多かれ少なかれ傾斜した境界
面が各リヤベーン隙間に対し形成される。前記周速度及
び遠心力に加えて、リヤベーン間にバルブに作用する力
が生じる。この力はポンプの案内装置、例えば螺旋部材
、の圧力変化に起因するものであり、その強さは一定で
なく、ポンプのシャフトへ向かって導かれる。分配力は
、その規模に従って、バルブをポンプのシャツ１〜へ向
かって押す傾向を有し、そしてよりｍ密には、バルブを
ポンプのＩＩＩの中心開口を通じて気体排出システムに
対して押圧する傾向を有する。ポンプの案内装置が螺旋
部材であるときは圧ノＪは実質的にポンプの排出開口に
おいてその最高を示し、そこから先へそれが羽根車の回
転方向に対抗して運動するとき相当均等に低下し、そし
て回転方向における排出開口の直ぐ後の案内装置の一部
分においてその最低を示ず。

第３図は本発明の一実論例に従うポンプの羽根車５の構
成を示す背面図であり、前記第２図に対応するものであ
る。まず最初に、図面において、リヤベーン１１の個数
の減少が注目される。その理由は、この様式で作＠する
ことにより、気体泡と謀雑懸濁液との間の境界面の鋸歯
形状を相当より平坦にすることが可能であるからである
。両方向においてピークは幾分切除された。このことは
、多くのリヤベーン１１が存在するから遠心力が慣性力
と共に１ａ帷懸濁液と気体泡との間の境界面において著
しく広い区域に半径方向に及ばないという事実によって
説明される。案内装置１５の圧力変化によって生じる半
径方向の力とそれらの効果がこの実施例においてさらに
考慮に入れられるとき、リヤベーン１１の個数を増すこ
とによって小形区域はより狭くなりそして各個の扇形区
域におけるバルブに対する圧力ピークの作用時間が短く
なり、そして扇形区域の個数が十分であるから、シャツ
］−の方向へのバルブの運動速度を十分に高く加速して
それによりバルブをポンプの後壁８の気体排出開口即ち
環状ダク］・１２へ流れるのをようやく可能にするほど
の時間を強圧行程は有しないが、羽根車５が前進すると
きは前記扇形区域ｔよ低圧帯に達し、それにより遠心力
がバルブを羽根車の外縁へ向かって後退させる傾向を発
揮すると言い得る。

従って、相当控え口の不足圧力が気体排出システムにお
いて使用され得るけれども、前記のような変化はそれの
みで気体が懸濁液の主流へ容易に流れ戻らないことを保
証する。他方において、相当高い不足圧力の使用はポン
プの羽根車の前側から気体排出口を通じて羽根車の後側
への液体の流れ、または対応的に、羽根車の後側から気
体排出システムへの液体の流れの何れをも発生させ得な
い。言うまでもなく、実作業においては繊維が気体排出
システムに進入するほどの高い不足圧力を使用すること
ｂ可能であるが、これは本発明に従う装置によるとき相
当超過寸法にされた不足圧力を恐らく必要とする。本発
明の真の利点は、本発明に従う羽４ＦＩｉｉを設けられ
たポンプは、気体泡と液体リングとの間の境界面が各点
において羽根車の外縁とポンプ後壁に設けた気体排出口
または中心開口即ち環状開口との双方からいっそう遠い
から、変化する運転条件においてより高い信頼性を以て
作動することである。かくして、本発明はさまざまの異
なる種々のリスク要因のために相当なマージンをもたら
した。

ざらにまた、本ポンプの気体排出システムの作用は羽根
車５の複数の気体排出口２０を精密に適正な位置に配置
することによって促進される。言うまでもなく、最も有
利には、気体排出口２０は羽根車５のポンプ作用側の各
ポンプベーン隙間に、または、各ポンプベーン６の内縁
から羽根車５の軸線まで引かれた線（破線で示される）
の間の各空間に配置されなくてはならない。既に指摘さ
れたように、先行技術に従ったＭＣ−ポンプの横長の気
体排出口１０（第２図参照）は既に言及された理由によ
って極めて有利な形状を有ぽず、また、有利に位置され
てもいない。気体排出口２０は気体泡と液体リングとの
間の境界面の側の縁の形状が境界面１４（第２図看照〉
の形状に一致しそしてそれにもかかわらず該境界面から
可峰な限り遠くに位置されるとき最適に位置されそして
形づくられている。この結果として得られたものが第３
図に示される気体排出口２０であり、それは実質的に三
角形であり、この場合、１個おきにリヤベーン１１の吸
込側に位置される、換言すると、リヤベーン１１の後側
で回転方向に対して位置される。第３図に示される形状
は羽根車の各ポンプベーン６に対して２個のリヤベーン
１１を図示しそしてしかも１個おきにリヤベーン１１が
ポンプベーン６に対し少なくとも部分的に配置されるよ
うに図示される。もし気体排出口２ｏが第３図に示され
る形状を有しそして第３図に示される位置に配置される
ならば、気体排出口２０の位置を羽根車５において少し
さらに外方へ変更してそれによリボンブの後壁８の中心
間口即ち環状ダクト１２及び気体排出口２０の半径方向
距離間にいっそう大きい安全マージンを得ることが可能
である。しかし、前記三角形状は単に好適実施例の一つ
であるに過ぎず、言うまでもなく、気体排出口は例えば
円形の複数の孔であること、または、幾つかの概ね円形
の孔であることも可能であることを記憶に留どめて置か
なくてはならない。

言及に値する一実施例は第４図に示される僅かにより多
いポンプ吸排徂に対するリヤベーン２１の傾斜であり、
換言すると、リヤベーン２１はシャフトに最も近い端の
一点を中心として後方へ少し傾斜しており、それにより
ポンプ送りされる材料は、外縁に並行する運動成分に対
して、且つそれに加えて、外方へ指向される半径方向遠
心力の作用を強める一成分であってそれによって気体泡
と羽根車５のリヤベーン２１の表面上に位置される液体
リングとの間の境界面をざらに前進させそれにより１５
界面の形状がさらに一層平坦になることを可能にＪるも
のに対してもさらされる。これに加えて、すＡ７ベーン
２１の傾斜は、案内装置１５即ちボリュートの圧力ピー
クによって発生されそしてシＡ７フトの方向へ導かれて
ポンプの後壁８の気体排出用の環状ダク］〜１２に達し
ようと努める一力成分の作用時間の間にバルブが流れな
くてはならない距離の長さを増加さゼる。これはさらに
ボリュート１５内の圧力が急速にその最低まで減少し、
それより遠心力がパルプの慣性によってシャフトに向か
って生じる運動に対して急速に優勢になりそしてパルプ
をボリュートＩＪち案内装置１５へ向かって後方へ運動
させ始める以前に、バルブが環状ダクト１２へ達するよ
うな時間を有しないことをも保証する。傾斜したり）ア
ベーン２１を採用することによって、同じ信頼性がより
少ない個数のリヤベーンによって得られるから、第３図
の実施例と比較してリヤベーンの個数を減らすことが可
能である。他方において、また、リヤベーンを若干程度
まで前方へ傾斜させ、それにより幾つかの対応する総合
された効果、′ｌｊ！さするとパルプの流れを減速する
効果、を得ることも可能である。

ベーンを傾斜させることによってそれらの個数を減少さ
せることが可能であり、そしてさらに羽根車の回転速度
の増加もまた要求されるベーンの個数を減少させるとい
う匍述理論の基本概念が正しいことは遂行された幾つか
の実験によって証明される。直線的な放射状ベーンにお
いて要求されるベーン１！動数は、パルプを気体排出シ
ステムへ流れさせないように、約３７０１１ｚ（ベーン
Ｉｌ数＊羽根車回転速度ｒ／ｓ　）に実験に際して決定
された。ベーンを傾斜させることによって下記公式によ
ってベーンの偶数を計算することが可能である：Ｚ＊ｎ
／Ｓｉｎβ〉３７０、 上式において、Ｚは整数としてのベーン個数であり、 ｎはｒ／Ｓで示される羽根車回転速度であり、そして、 βはリヤベーンの平均方向と羽根車外縁の接線との成す
角度である。従って、得られるベーン個数は、 Ｚ＞３７０＊ｓｉｎβ／ｎ 従って、例えば角度βが４５°でありそして回転１度ｎ
が５Ｏｒ／Ｓであるときは、この結果として、要求ベー
ン個数は少なくとも６になるが、−方、直線ベーンにお
いて角度βが９０”のときは、前記公式の結果としてベ
ーン個数は８になる。

さらに信の一つの実施例が第５図に図示されており、そ
れは各ポンプベーン６に対して２個のリヤベーン３１．
３２を有する。図面に従えば、これらリヤベーンはすべ
て前図面で既に説明されたように漬方へ傾斜され、それ
に加えてこれらリレベーンは湾曲され、そして気体排出
口２０に回転方向において後続するリヤベーン３１は、
ポンプ後壁の環状ダクト１２の外縁から羽根車５の外縁
まで延びる最大長きを有し、一方、羽根車５の気体排出
口２０に対し回転方向において先行するリヤベーン３２
は、シャフトに最も近い前記気体排出口２ｏの縁によっ
て形成された外縁から羽根車５の外縁まで実質的に延び
る。当然、前記リヤベーン３１．３２の寸法が、発明の
概念と後述される作動様式から逸脱することなしに、前
記好適実施例の諸寸法から相当程度にさえ車離すること
は可能である。

第５図は羽根車５の気体排出口２０からベーン隙間３３
−３８に堆積されたパルプが最初に案内装ｆｉ１５の異
なる諸点においてそしてさらに原則として２［１のタイ
プであるベーン隙間３３−３８及び３９−４４において
どのように作用するか明視化する。最大長さのリヤベー
ン３１の前側のベーンｌｌ［３３−３６内のパルプは、
既に概略的に説明されたように作用する。換言すると、
はとんどすべてのベーン隙間３３−３８においては、パ
ルプと気体との間の境界面は最大長さのリヤベーン３１
の１ｙ１面に対するパルプが、先行するより類い艮ざの
リヤベーン３２の後面に対するパルプの部分よりもシ１
７フト４により近いように鋸歯形状を形成する。しかし
、案内装置１５の最高圧力即らパルプをシャフト４に向
かって流れさせた圧力によって影響されるフォイルギャ
ップｌｌｌｌ３ベーン隙間３７．３８においては、パル
プと気体との間の境界面の形状は反対方向へ先ず転向し
つつあり［フォイルギャップ３７１そして次に既に転向
を完了している［フォイルギャップ３８］。これはベー
ン隙間３７のパルプが成る周速度に既に達し、それをパ
ルプがその緩速性によって、ベーン隙間３７が高圧区域
で曲がるときパルプを中心へ向かって運動させ、それに
より羽根車５の周速度がその外縁に並行するパルプの速
度に相対して減少しそしてパルプがベーン隙間３８の前
縁として翁くより短いリヤベーン３２の後面に堆積する
という事実にも拘わらず、維持する傾向を右することに
よって説明される。かくして前記境界面は第５図のベー
ン隙間３８内で既に羽根車５の気体排出臼２ｏを越えて
延びそして漸次前記境界面はより短いリヤベーン３２の
内縁まで延び、そこから流れは依然としてその慣性によ
って先行ベーン隙間４４へ排出され、そこにおいて遠心
力がパルプを外縁へ向かって投げ飛ばす。案内装置１５
の比較的低い圧力は先行ベーン隙間４４内においても優
勢である。ベーン１１ｉ間４４が既に高圧区域を通過し
ているからである。この段階において、パルプと気体と
の間の現界面の形状はベーン隙間３９−４４、即ち羽根
車５の気体排出口２０を有しないベーン隙間、においで
も注目されなくてはならない。

該形状は羽根車５の外縁に実質的に常に一致し続ける。

何故ならば、前記ベーン隙間３９−４４におけるパルプ
の周速度の変化は比較的小さく且つ該ベーン隙間内のパ
ルプの半径方向転移も比較的小さいかうである。

その他の可能実施例であって一緒にまたは特に独立して
使用されるものが第６図に図示される。

問題を生じる案内装Ｗ１１５の圧力効果を除去するため
の第１の代替手段は、言うまでもな（、例えば、圧力が
他の事情でそのＲＫであるときは、案内装置１５の圧力
が羽根車５の復側に不利に影響しないほど小さい閉ａｌ
Ｉ要素によって羽根車５とポンプのハウジングとの間に
間隙を設けることによって、そしてリヤベーンが例えば
第３図のそれらと同様であるときパルプの生得方向流れ
がベーン間隙内で減速するほどに小さい対応口１鎖要素
５１によってポンプの俊壁とシャフトとの間に間隙を設
けることによって、羽根車５の外縁を密■することであ
る。

さらにまた、前記圧力によって半径方向内方へ運動する
パルプの運動が、例えば、より短いり１７ベーン５２の
内端を羽根車５の気体排出口２０の縁の形状に一致させ
るように曲げることによって阻止され、それにより、中
心へ向かって前記リヤベーン５２の後面に沿って流れる
パルプが前記気体排出口２０を通じて羽根車５の前側へ
排出されるように強制され、一方これと同時に対応的に
気体がより短いリヤベーンとより長いリヤベーンとの間
の間隙を通じてポンプ後壁の環状ダク］・１２へ向かっ
て排出されるように羽根車５のリヤベーンを設計するこ
ともおそらく可能である。言うまでもなく、最後に言及
された実施例においてリヤベーンが互いに異なる長さに
されたこと、または、各ポンプベーン６に対し２個のリ
ヤベーンが配置されそれにより各リヤベーンの内端が説
明された様式で曲げられることは必ずしも必要ではない
。

さらに、ｍＭ！／３濁液が環状ダクト１２へ向かって運
動するときそれが、パルプがポンプ後壁の環状ダクト１
２を通じて気体排出システムへ逃げる恐れなしに、先行
ベーン隙間へ流れるように、首記実施例においては等し
い長さであったリヤベーンを前述のものより少し短かく
して配列することも可能である。

第６図はまた羽根車の複数の気体排出口のための数個の
他の代替形式をも示す。言うまでもなく、これら気体排
出口は複数の独立した円形の孔５４または一群の孔５５
または多数の孔であってそれにより見方によれば気体排
出口にフィルタ面が形成されるものであることすら可能
である。

さらに、例えば開口を有するベーン隙間の前で回転方向
に運動する羽根車の各リヤベーンに対し排出口５６を配
置し、該排出口から案内装置の圧力によってシャフトに
向かって流れるパルプが先行ベーン隙間へ排出されるよ
うにすることちり能である。前記排出口５６は孔、また
はベーンのスロット、ベーンの一端の区域におけるベベ
ルであり得る。また、それはベーンと羽根車の後板との
間の開口であり（ｑる。または、それはベーンにおける
実際の切れ目であってもよい。当然考慮に入る一つの可
能性は、す１７ベーンの区域におけるポンプ後壁に、そ
してさらに、案内装置の高圧がベーン隙間に影響を及ぼ
す区域、換言するとポンプの中心と排出開口との［１、
に排出カットアウトまたはフローダクトをも配置するこ
とである。以上説明されたすべての配列において、案内
ｖｔ置の圧力はそれに隣接するベーン隙間に対しまたは
ポンプ後壁の環状ダクトを通じてその他の成るベーン隙
間であって比較的低い圧力の区域、または、もし案内装
置の全圧力分野が考慮されるならば最低圧力の区域に位
間するものに対してすら及ぼされ得る。言うまでもなく
、対応する流れ通路５７を他のリヤベーン５３、換言す
ると、回転方向においてさらに後方に位置される一つ、
であってやはりベーン隙間を限定するものと連通するよ
うに配置し、それにより圧力がそれに隣接するベーン隙
間に同等方式で及ぼされるようにすることも可能である
が、この作動概念は既に説明された方法はどにはニレガ
ントでない。

前記のものに加えて、その他のいくつかの式台的構成で
あって添付図面には示されていないものについて以下言
及する。第１に、既に言及されたように、羽根中とポン
プのハウジングとの間の間隙は、第６図に示される湾曲
板が外縁の全長を覆うように延ばされて、それにより羽
根車の複数のリヤベーンがそれら自体のリング内部で回
転するように、リヤベーンの区域に小さく構成される。

前記リングには複数の孔がベーン隙間に堆積された材料
のポンプの案内装置への排出のために配列される。前記
複数の孔は案内装置の主として低圧区域に位置され、案
内装置の圧力はベーン隙間内のバルブには影響を及ぼし
得ない。

案内装置の圧力の作用は、中心へ向かって案内装置の圧
力によって発生される力成分がベーン隙間内のバルブを
加速するのに用いる時間を減らりことによって、または
、媒質が気体排出ダクトに達するために流れな（ではな
らない距離を増づことによって小さくされ得る。このた
めの第１の試みは、言うまでもなく、ベーン個数の既に
３及された増加であるが、その他のいくつかの方法もあ
る。第１に、例えば、羽根車の気体排出口を設（プられ
た各ベーン隙間を限定する複数のベーンの外端または少
なくとも１個のべ〜ンの外端を、前記ベーン隙１コを限
定する他方のベーンに向かって強固に折曲げることによ
って羽根車の外縁において聞いている＃Ｊ２ベーン隙間
の一部分の前記外縁に対し並行する寸法を小さくさせ、
それによって前述力成分の作用時間が当然短くなるよう
にすることが可能である。前記ベーンの折曲げは、例え
ばそのＩＱ部が＃Ｊ記外Ｒｋ１．並行して他方のベーン
へ向かつて延ばされるように、またはベーンが全体とし
て他方のベーンに向かってより一層曲げられるように手
段を講じられる。これにより、案内装置の圧力によって
シャフトへ向かって発生される力成分は、羽根車に対し
直接作用する半径方向の力を生じる。言うまでｂなく、
ベーンは例えば１個おきに半径方向に延ばされそして残
余が後方へ曲げられ、それにより、ベーン隙間が外縁の
方向に回答の広さを以て残るか、または外方へ向かって
より狭くなるように配列されることも可能である。

さらに、リヤベーン問に１個または複数の局部的収縮点
を設ける、または、リヤベーンの形状を波形にすること
によって流れが羽根車の外縁から気体排出ダクトまで運
動する距離をより長くし、それによって、バルブの運動
に対する摩擦力の減速効果を増すようにすることも可能
である。

第７ａ図と第７ｂ図は羽根車の複数の気体排出口を通じ
て羽根車の後側へ流れた各バルブ小片に作用するいくつ
かの力を一層明視化する。第７ａ図はパルプ小片が前記
気体排出口を通って羽根車の後側へまさに流れた状況、
換言すると、主として遠心力がパルプ小片の運動方向を
決定し従ってパルプ小片は羽根車の外縁へ指向されてい
る状況、を図示する。第７ｂ図はバルブ小片が外縁の方
向からのきわめて強い半径方向力にざらされ、その結果
、バルブ小片も羽根車の中心へ向かって運動する状況を
図示する。これら図面にＪ３いて、異なる種々の力は下
記のようにして９照される：ＦＣ−遠心力、Ｆｉ−慣性
力、Ｆｓρ−半径方向力（案内装置の圧力に起因する）
、「ｂ−リＡ７ベーンからバルブ小片へ及ぼされる力。

また、下付き文字ｒ及びＣはそれぞれ半径方向成分及び
外縁に対して並行の成分を承り。さらに、前記諸刃の合
力Ｒの方向は図面に３３いて概略的に描かれてＪ３す、
そして前記合力は描かれたそれから寸法と方向とに関し
実際上相当：ｉ　ｔｓする。

第７ａ図に従えば、本発明に基づく構成が適用される遠
心ポンプにおいては、バルブ小片はシ１７フトから遠ざ
かる方向へ導かれる遠心力と、シャフトに近付く方向へ
導かれるポンプのボリュートの圧力に起因する力であっ
てその強さにＪ３いて前記遠心力より劣るものとにさら
される。それに１１１えて、バルブ小片は慣性力によっ
て影響される。

慣性力は前記半径方向力の合成効果によって図面におい
ては図示方向、換言すると、羽根車に対しバルブ小片の
運動を減速する方向を有する。さらにまた、バルブ小片
は羽根車のリヤベーン、この場合は傾斜したりＡ７ベー
ン、によって両半径方向且つ外縁に対し一方並行である
力成分にさらされ、それにより、バルブ小片に対し指向
された力の合力Ｒは羽根車のベーンの接線方向を有する
。

第７ｂ図において、バルブ小片はボリュートの圧力に起
因するシャフト方向への強りな力をそれが遠心力に打ち
勝つにいたる態様で受けしめられる。これにより、慣性
力はバルブ小片を外縁に沿って進む方向に羽根車よりも
速く運搬する傾向を４１し、そしてこの効果はすべての
力の合力の方向がり）フベーンの接線に対し並行になる
ようにリヤベーンの後面によって抵抗される。本図面は
り一７ベーンのバルブ小片に対し指向される力が止むと
き生じる現象を特に明瞭に示す。この場合、シャフトに
向かって指向される力の効果は減じそして外縁に対し並
行の力の効果は増し、それによりバルブ小片の方向は変
化して外縁の接線方向に近付く。換言すると、もしりＡ
アベーンの効果がポンプＶ＆壁の中心気体排出口に先立
って止むならば、バルブ小片の方向はベーンの端を中心
として変化し、それによりバルブ小片は前のベーン隙間
へ強制的に移転され、そこにおいてはボリュートの圧力
効果はその最低でありそして第７ａ図に基づく効果はそ
の最高である。

既述の説明において言及されたように、多数の構成が既
に開発されており、それによって繊Ｈ懸濁液が気体排出
システムへそしてその真空ポンプ内へ流れるのを信頼性
を以て防止づることが可能である。先行量構成において
は既に説明された理由によってポンプの外部装置である
独立したアクチュエータによって運転される真空ポンプ
を配首することが必要とされた。しかし、今や本発明は
繊１１Ｅ！！！濁液のポンプ吸排のために使用されるポ
ンプ、例えばいわゆる液体リングポンプ、と結合して真
空ポンプを使用する、即ち直接にポンプと一緒に同じア
クチュエータによって真空ポンプを使用する、可能性を
提供した。換言すると、真空ポンプはそれを詰まらせる
恐れなしに、そして厄介な修理を眉く恐れなしに、遠心
ポンプのハウジング内部において同じシャツ１−に取付
参ノられ得る。

最後に、以上記述した説明は本発明に基づくポンプ構成
の若干の実施例を開示するに過ぎず、これらポンプ構成
に関する発明の範囲は、以上説明された最も有利な構造
上の問題解決手段に決して限定されるものではなく、開
示されたこれら問題解決手段によっては甲に本発明に従
う方法の実施のためにいかに多くの異なる代替的構成が
あるかが示されるに過ぎないことが留意されなくてはな
らない。本発明の範囲は、従って、特許請求の範囲に記
載されたらのによってのみ限定される。従って、バルブ
の中心部、より正確に言えば、ポンプの案内装置の圧力
変化によりポンプの中心へ指向される力成分によって作
用されるポンプ俊壁に在る気体排出口、へ指向される加
速度が気体排出システムへパルプが排出される程度にま
で増加することがそれによって防止され得る構成はツベ
て本発明の範囲に包含されることが注目されなくてはな
らない。これに加えて、本発明に基づく方法及び装置は
作業間に気体が排出されるずべてのポンプ及び各個の装
置に適用され得ることも注目されなくてはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術に基づく遠心ポンプ及びその気体排出
システムをそれらの断面を以て示ず側面図、第２図は先
行技術に基づく遠心ポンプ羽根車の概略背面図、第３図
は本発明の一実施例に基づく遠心ポンプ羽根車の概略背
面図、第４図は本発明の第２の実施例に基づく遠心ポン
プ羽根車の概略背面図、第５図は本発明の第３の実施例
に基づく遠心ポンプ羽根車の概略背面図、第６図は羽根
車の背面から観察したときの単一図面に統合された若干
のその他実施例に基づく構成の概略図、第７ａ図及び第
７ｂ図は羽根車の後方で各バルブ小片に作用する力を明
視化する概略図である。 図面上、 １・・・ハウジング ２・・・吸込口 ３・・・吐出口 ４・・・シャフト ５・・・羽根車 ６・・・ポンプベーン ７・・・後板 ８・・・後壁 ９・・・気体排出導管 １０・・・気体排出口 １１・・・リヤベーン １２・・・環状ダクト １３・・・空間 １４・・・境界面 ２０・・・気体排出口 １５・・・案内装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプ吸排される媒質からポンプによつて気体を
   分離する方法であつて、羽根車の前側において遠心ポン
   プの中心へポンプ吸排される媒質から気体が分離され、
   そこから気体が羽根車を通つて羽根車の気体排出口を経
   て羽根車の後側へ排出され、そこで、恐らく気体と共に
   流された媒質が羽根車のリヤベーンによつて気体から解
   放されるように構成されたものにおいて、羽根車後方の
   空間内の媒質に指向される半径方向の力、外縁に対し並
   行する力及び慣性の力の総合された作用によつて発生さ
   れる媒質の流れを気体排出システムに達する気体排出ダ
   クトを通り越えさせて導くことによつて、または、前記
   諸力の総合された作用によつて発生される媒質の流れを
   弱めることによつて、気体排出システムへの前記空間内
   の媒質の排出が阻止されることを特徴とするポンプ吸排
   される媒質からポンプによつて気体を分離する方法。
2. （２）ポンプ吸排される媒質からポンプによつて気体を
   分離する装置であつて、吸込口（２）と吐出口（３）と
   を有するハウジング（１）、前記ハウジングの内部に配
   置されそしてポンプベーン（６）、リヤベーン（１１）
   及び複数の気体排出口を設けられた羽根車（５）、ポン
   プの後壁（８）及びポンプから気体を排出するための手
   段とを有するものにおいて、複数のリヤベーン（１１；
   ２１；３１、３２；５２、５３）またはそれらと共に作
   動する部材が、それらが前記リヤベーンのベーン隙間に
   おいて羽根車後方の空間内の媒質に指向される異なる強
   さを有する複数の力の総合された作用によつて発生され
   る媒質の流れをポンプ後壁の気体排出口（１２）を通り
   越えさせて導くか、または、それらが前記流れを緩徐に
   させる結果として、前記流れの前記気体排出口（１２）
   への到達が阻止されるように配列されていることを特徴
   とするポンプ吸排される媒質からポンプによつて気体を
   分離する装置。