JPH02500991A - 船舶の動力装置の水ポンプのインペラ - 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】 船舶の動力装置の水ポンプのインペラ 技術分野 本発明は、船舶の動力装置の水ポンプに係り、より詳細には結氷した水ポンプの 問題に関するものである。

背景技術 船舶の動力装置においては、その装置が水中で結氷した時、又は、その装置の内 部で水が結氷した時には、エンジンを始動させようとしてそのエンジンの紐を引 き、又はクランクを回転させても、その水ポンプのインペラは回転しない。その 原因は、インペラとその取付は部分、及び（又は）結合部分の構造が氷を砕き得 るほど強固ではないからである。

船舶動力装置用水ポンプは、代表的な場合には、駆動シャフトを有するロータリ ・ベーン型容積式ポンプであり、このポンプは駆動用ハブと、可撓性がある複数 の羽根とを有する。このハブは駆動シャフトを取り囲むと共にこの駆動シャフト にキー結合されてこの駆動シャフトと共に回転し、可撓性がある羽根は半径方向 に延びて、この羽根の環状の基部に沿ってハブに接着されている。

この羽根は、例えば、米国特許第２．４６６．４４０号、及び、同第４，３９２ ，７７９号の明細書に記載されている羽根と同様のものである。駆動用ハブには 、真鍮やステンレス鋼をはじめ、各種の金属材料が使用されている。また、プラ スチック材料で作られたハブも使用されている。このプラスチック製のハブは、 例えば、ナイロンを射出成型して作ることができ、又は、ガラス繊維、又はラン ダムにチョッピングした繊維等を用いてハブを補強することもできる。

金属製のハブにおいては、ゴムの接着が不良な場合には、ハブとそのハブを接着 した羽根との境界部分に電解作用が発生するために、ゴムの接着不良の影響を強 く受けるという問題がある。この問題は、非金属のプラスチック材料を用いて、 通常の荷重に耐え得るハブを作れば解消することができる。しかしながら、プラ スチック材料で作ったハブには、酷使した場合、又は、ポンプが完全に結氷した 場合に遭遇することであるが大きいねじり力の荷重を受けた時に、亀裂や引裂き が発生するという問題がある。

発明の開示 本発明は、ハブがねじり荷重を受けたために、そのハブに引裂きが発生するとい う上述の問題点を解消し、しかも、接着によってハブにゴムを支持することがで きるようにすることを目的としている。

本発明は、船舶用ロータリー・ベーン型加圧水ポンプに使用される船舶動力装置 用水ポンプの駆動シャフトを有するインペラであり、環状の駆動用ハブと、羽根 組立体とを有し、前記ハブが前記駆動シャフトを取り囲み、駆動シャフトにキー 結合されて、駆動シャフトと共に回転し、前記羽根組立体が環状の基部を有し、 基部が前記ハブに接着され、前記羽根組立体が複数の羽根を有し、前記羽根が前 記羽根組立体から半径方向外側に延びている構造の船舶動力装置用水ポンプのイ ンペラにおいて、前記ハブが、前記羽根の環状の基部に対する接着強度を損なう ことなく、結氷環境下で前記ポンプの中の氷を充分に砕き得る、円周方向の大き いフープ強度を有することを特徴とするインペラを提供する。

接着強度を増大させることと、ハブの強度を増大させることとは、従来において は、両立し難いとされていたが、本発明は、この接着強度の増大とハブの強度の 増大とを両立させることができるものである。また、本発明は船舶動力装置用水 ポンプのインペラにフィラメント・ワインディング技術を応用するものであり、 この技術の応用によってインペラの性能を大幅に向上させることができるもので ある。本発明は、接着強度を損なうことなく、所要の方向の強度、通常の場合に は円周方向のフープ強度を、予想以上に向上させることができるものである。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に基づく構造を有する船舶動力装置用水ポンプのインペラの分解 斜視図、第２図は第１図のインペラの斜視図である。

発明を実施するための最良の形態 第２図に、船舶用ロータリーベーン型容積式ポンプのための船舶動力装置用水ポ ンプのインペラ１を示す。このインペラ１はポンプの駆動シャフト２を有する。

この駆動シャフト２は、例えば、既に説明した米国特許第２゜４６６．４４０号 、及び、同第４．３９２，７７９号の明細書に記載されている駆動シャフトと同 様のものである。環状の駆動用ハブ３（第１図）は、駆動シャフト２の周囲に取 り付けられており、米国特許第４，３９２゜７７９号の明細書に記載されている 駆動用ハブ３と同様に、キー結合用ノツチ４で駆動シャフト２にキー結合されて 、この駆動シャフト２と共に回転される。羽根組立体５（第１図）の環状の基部 ６は駆動用ハブ３に接着されている。この羽根組立体５は複数の羽根７を有し、 この羽根７は撓み得るものであって、羽根組立体５から半径方向に外側に延びて いる。ロークリ型の容積式ポンプの作用は、米国特許第２，４６６．４４０号、 の第１図、及び、同第４．３９２，７７９号の第５図に記載されているポンプの 作用と同様である。米国特許第４，３９２゜７７９号に記載されているように、 羽根組立体５は可撓性があるゴム材料、例えば、ニトリル・エラストマで作られ ている。

本発明においては、駆動用ハブ３はフィラメントを巻いて作った部材である。こ の場合、フィラメントを円周方向がフープ方向となるように巻き付け、樹脂ポリ マを含浸させてキュアすることは好ましいことである。これに関する細部につい ては、「フィラメント・ワインヂング」、Ｊ−Ｆ・コバー、モダン・プラスチッ ク・エンサイクロベジア、１９８５−１９８６年版、第３１，５ページと、ＳＰ Ｉハンドブック・オブ・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・オブ・レイ ンフォースト・プラスチックス／コンポリッツの第５−１章、「フィラメント・ ワインヂング」、モーア、オリースキイ、及びメイヤ、第２版、１９７３年、パ ン・ノストランド・レインホールト社、ニューヨーク、第２４３ないし２６７ペ ージと、ポリゴン・カンパニー社（アメリカ合衆国インヂアナ州ウォーカートン 、郵便番号４６５７４−０１７６インダストリアル・パーク私書箱１７６）が発 行しているパンフレットであるポリゴン拳ブロダク・ンφブローシエを参照され たい。駆動用ハブ３をフィラメントを巻き付けて作った１つの連続的な部材とす ることは好ましいことである。このフィラメント巻付けの代りに、円周方向をフ ープ方向とするように織っても差し支えない。フィラメント巻付けとキュアを行 った後に、米国特許第４゜３９２．７７９号に記載されているように、駆動用ハ ブ３の円周方向の内面１０に切込みを入れてノツチ４を形成しである。二〇ノツ チ４は駆動シャフト２をキー結合するためのキー溝として使用するものである。

この切込みによる方法の代りに、ノツチ４をモールド成型することもできる。本 明細書に開示した形態においては、樹脂ポリマはエポキシ樹脂である。エポキシ 樹脂の代りにポリエステル、及び、ポリアミドを使用しても差し支えない。フィ ラメントはガラス繊維である。ガラス繊維の代りにケブラーとアラミド樹脂と炭 素と硼素とを使用しても差し支えない。

ゴム製の羽根の環状の基部６の円周方向の内面８は、環状の駆動用ハブ３の円周 方向の外面９に被せるように、所要の位置にモールドされる。このゴム製部分は 面９に、樹脂ポリマで接着により固着され、この接着による固着によって、駆動 用ハブ３と羽根の基部６との接着強度をかなり大きくすることができる。この接 着強度は金属製のハブの強度より非常に大きい。金属製のハブに上述の接着固着 を施すことは適当ではない。その理由は、金属製のハブには電解腐蝕が発生する し、接着前に表面が酸化されるからである。

ハブ自体について破壊試験を行って、従来のガラス繊維で補強したナイロンを用 いて作ったハブと、本発明に基づく連続フィラメントワインディングで作ったハ ブとを比較した。これらのハブを膨張試験に供試した。この膨張試験では、ハブ の中に鋼製の円錐形のコーンを強制的に挿入した。ナイロンのハブは９０．７な いし１３６゜１キログラム（２００ないし３００ボンド）で完全に破壊された。

これに対して、フィラメントワインディングで作ったハブは８３９．２ないし９ ０７．２キログラム（１，８５０ないし２．０００ポンド）で、繊維が部分的に 破断しただけであった。

産業上の利用可能性 以上の説明によって明らかにしたように、ハブ３の樹脂ポリマ及び羽根の環状の 基部６のゴムは、この両者の接着強度を従来の金属製のハブの接着強度よりもか なり大きくすることができ、しかも、ハブそれ自体の強度を損なうことがないも のである。接着強度の増大とハブの強度の増大とを両立させることは、従来にお いては、困難であるとされていた。しかしながら、前記本発明のハブは、ガラス を充填したナイロンのハブよりも、強度がかなり大きくなる。従って、本発明は 、上述のように両立し難いとされていた接着強度の増大とハブの強度の増大とを 、両立させることができる。このことは船舶動力装置を結氷する環境の下で使用 する場合に非常に有用である。

以上説明した形態は、各種の代替的装置に変更し、又は改良を加えることが可能 なものである。

ＦＩＧ、　２ 国際調査報告 一齢内−１＾帥−−！−ＰαＵυＳ　８７／（１１７９２ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ ＨＥ　ＺＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．船舶用のロータリー・ベーン型容積式ポンプのためのポンプ駆動シャフトを 有する船舶動力装置用水ポンプのインペラであり、環状の駆動用ハブ（３）と、 羽根組立体とを有し、前記ハブ（３）が前記駆動シャフトを取り囲み、駆動シャ フトにキー結合されて、駆動シャフトと共に回転し、前記羽根組立体が環状の基 部（６）を有し、基部（６）が前記ハブ（３）に接着され、前記羽根組立体が複 数の羽根（７）を有し、前記羽根（７）が前記羽根組立体から半径方向外側に延 びている構造である船舶動力装置用水ポンプのインベラにおいて、前記ハブ（３ ）が、前記羽根（７）の環状の基部（６）に対する接着強度を損なうことなく、 結氷環境下で前記ポンプの中の氷を充分に砕き得る円周方向の大きいフープ強度 を有することを特徴とするインペラ。
2. ２．前記ハブ（３）が樹脂ポリマを有し、前記羽根組立体の前記環状の基部（６ ）がゴムを有し、前記ハブ（３）と基部（６）との接着強度をかなり大きくする ことができることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインベラ。
3. ３．前記ハブ（３）が円周方向をフープ方向とするように巻かれて、かなり大き いハブの強度を形成することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の インベラ。
4. ４．前記ハブ（３）が単一の連続したフィラメントによって巻かれていることを 特徴とする請求の範囲第３項に記載のインペラ。
5. ５．前記ハブ（３）が円周上で織られていることを特徴とする請求の範囲第３項 に記載のインベラ。