JPH06257585A - 円筒内接螺旋羽根回転子式複合ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体に対し発生させる応力又は反応力を高効
率でかつ滑らかな連続とするため、螺旋羽根（２）の回
転により発生した流体に対する応力又は反応力を逃がさ
ないように包囲する円筒（１）とこれに内接した該螺旋
羽根（２）及び回転軸（３）で構成する円筒内接螺旋羽
根回転子（以下、回転子という。）とこの応力又は反応
力の範囲を特定するために設ける該回転軸（３）の包括
円筒軸受（８）を介して設けた包括円筒（４）とからな
る円筒内接螺旋羽根回転子複合ポンプの発明。 【構成】 円筒（１）に内接し、かつ回転軸（３）に外
接した螺旋羽根（２）で構成する回転子及び該回転子へ
の流体の流入と流出の範囲を特定するために、包括円筒
軸受（８）を介して固定した包括円筒（４）並びにボル
トナット（２２）により包括円筒（４）に固着した静止
弁更にはボルトナット（２７）で包括円筒（４）に固着
した整流子の組合せによる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体に対し応力又は
反応力を得るもので、あらゆるポンプ、タービン、推進
機、搬送機、揚力機、攪拌機、掘削機等のエネルギー効
率の向上及び省資源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体に対する応力又は反応力を得
る機器等のうち、プロペラ方式や羽根方式のものにあっ
ては、流体に働く応力又は反応力は回転軸の非平行に多
く損耗すると共に、羽根と羽根の間での流体の流れに大
きな抵抗、いわゆる攪拌抵抗が発生し、ここでも損耗が
非常に大きくなっている。又、ピストン方式や、ダイヤ
フラム方式、ロータリ方式、ベーン方式及びスクロール
方式にあっては、流体の流れの方向が激しく変わり、か
つ流れが動と停止を繰り返すため、流体に働く応力又は
反応力の損耗が非常に大きい。又、ギャー方式やスクリ
ュー・ギャー方式等にあっては、流体が狭陰な場を流れ
るため、流体に働く応力又は反応力の損耗が非常に大き
い。更に、プロペラ羽根方式以外の方式では、軸受以外
の部分でも接触しているため、この部分での摩擦による
エネルギーの損耗が大きい。

【０００３】従って、従来の機器等は、慣性エネルギー
の損耗ばかりか、機械的に煩雑な構造となっているた
め、製造経費を多く要すると共に、部品点数が多く体積
が大きいので、設置スペースを多くとるうえに起動エネ
ルギーの消費が大きく、かつ流体の脈動等による振動や
騒音、更には熱の発生などのほか機器の運動部分の接触
でエネルギーの損耗が大きく、全体としては非常に大き
なエネルギーの損耗となっている。又、運動部分の接触
箇所では湿式の場合は例えば特許出願公告、平２−９１
９７にあるような油分離器を設けるため機器が大きくな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来技術
では流体に対し、応力又は反応力が必要かつ高効率な応
力又は反応力以外に分散し、エネルギーの損耗にとどま
らず負荷となっているので、煩雑な構造を合理的な形状
にすることによってこの損耗を大幅に削減すること、及
び軸受以外を全て非接触とすること、並びに部品点数の
削減とシンプル化で機器の体積と重量を削減し、設置ス
ペースの縮小と起動エネルギーの削減を図るほか、振動
や騒音及び熱の発生を相対的に小さくし、エネルギー効
率の向上と制作経費の削減も図ることである。

【０００５】

【課題を解決しようとするための手段】本発明は、螺旋
羽根（２）の回転に伴い、流体に対し回転軸（３）と平
行の方向に働く応力又は反応力を最大とし、しかもこの
応力又は反応力を滑らかな連続とするため、螺旋羽根
（２）を円筒（１）に内接させた円筒内接螺旋羽根回転
子（以下、回転子という。）によるものとする。

【０００６】更に、該回転子への流体の流入あるいは流
出の範囲を特定する場合は、該回転子を包括円筒（４）
内でこれと可能な限り近づけ、しかも非接触を保って回
転さすことによるものとする。

【０００７】又、該流体の物理的科学的条件や、該回転
子の回転速度等の条件に応じて、前記以上に流体に対す
る応力や反応力を高効率に得ようとする場合は、その１
としては該回転子の回転軸（３）に対し同軸でかつ該螺
旋羽根（２）と対象の回転弁螺旋羽根（１２）及び回転
弁円筒（１１）並びに回転弁回転軸（１３）で構成する
回転弁を該回転子の直近でかつ、この回転に対し逆回転
さすように、その２としては該回転子の回転軸（３）に
対し同軸でかつ該螺旋羽根（２）と対象の静止弁螺旋羽
根（１９）及び静止弁円筒（１８）並びに静止弁回転軸
（２０）で構成する静止弁を該回転子の直近でかつこの
回転に対し静止さすように、付加するものとする。

【０００８】又一方、該回転子あるいは該回転弁又は該
静止弁への流体の流入あるいは流出の動きが該回転子の
回転面に対しおおむね垂直でない場合は、整流円筒（２
３）と任意の枚数の整流板（２４）及び整流軸受（２
５）によって構成する整流子を該回転子あるいは該回転
弁又は該静止弁への流体の流入側あるいは流出側に付加
するものとする。

【０００９】

【作用】上記のように構成された回転子は、回転に伴い
螺旋羽根（２）のピッチにより発生した流体に対する応
力又は反応力を円筒（１）により包囲して逆流を防止し
ているので、そのほとんどの応力を有効なものとするこ
とができる。

【００１０】そして、この応力又は反応力は、回転に伴
い螺旋羽根（２）のピッチにより発生するので、滑らか
な連続でかつ垂直性と収束性を発現する。

【００１１】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１においては、螺旋羽根（２）が回転軸（３）に外接
し、かつ円筒（１）に内接した回転子を軸受（８）によ
り包括円筒（４）に固定し、又静止弁螺旋羽根（１９）
が静止弁回転軸（２０）に外接し、かつ静止弁円筒に内
接した静止弁をボルトナット（２２）により包括円筒
（４）に固着し、更に整流円筒（２３）と整流板（２
４）及び整流軸受で構成する整流子をボルトナット（２
７）で包括円筒（４）に固着する場合を示すものある。

【００１２】図２においては、螺旋羽根（２）が回転軸
（３）に外接し、かつ円筒（１）に内接した形状の回転
子を示すものである。なお、この外接及び内接箇所は溶
接等により固着する。

【００１３】図３においては、回転子の回転軸（３）の
包括円筒軸受（８）を介して該回転子に限りなく近づけ
た非接触の包括円筒（４）により、該回転子への流体の
インあるいはアウトの範囲を特定する場合を示すもので
ある。

【００１４】図４に示される実施例では、左側の回転子
に対し、同軸の回転弁を限りなく近づけ、該回転弁の回
転弁回転軸（１３）の包括円筒軸受（１５）を介し、包
括円筒（４）内で、該回転子の回転に対し、逆転さす場
合を示すものである。又、図５に示される実施例では、
左側の回転子に対し、同軸の静止弁を限りなく近づけ、
該静止弁の静止弁円筒（１８）を包括円筒（４）にボル
トナット（２２）で取り付け該回転子に対し、静止さす
場合を示すものである。しかも、図４の場合は、該静止
弁の静止弁回転軸（２０）に該回転子の回転軸（３）の
静止弁内軸受（２１）を設けた場合を示すものである。

【００１５】図６に示される実施例では、整流円筒（２
３）の中心に整流板（２４）を介して回転子のための整
流軸受（２５）を設けた整流子を示すものである。な
お、整流板（２４）は任意の数とする。又、整流板（２
４）は整流軸受（２５）と整流円筒（２３）に溶接等で
固着するものとする。又、図７に示される実施例では、
整流子がボルトナット（２７）で包括円筒（４）に固着
され、かつ回転子が回転軸（３）を整流軸受（２５）で
固定されている状態を示すものである。図８も同様のも
のを示すものである。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１７】この回転子は、円筒に内接した螺旋羽根の
回転により流体に対し連続した応力又は反応力を得るも
ので、これ等の応力に垂直性と収束性が発現すること
で、省エネルギー構造となるばかりかエネルギーの伝
達、移動が円滑で振動、騒音及び熱の発生も相対的に小
さく、この側面でもエネルギーの損耗を削減できるほ
か、回転子の機械構造が簡単であるため、軽量化と小型
化を図り起動エネルギーも削減できる。

【００１８】又、この回転子の軽量化と小型化は、部品
製作と組立において小人化及び省資源化を図ることがで
きる。

【００１９】又、この回転子は、流体が回転子の内部を
通過するので、軸受以外は非接触構造とできるため、こ
の側面でも回転エネルギーの損耗を削減できる。

【００２０】又、回転子の回転を逆転すれば、又は流体
の流れの方向を反対にすれば、流体に対する応力又は回
転子の回転方向も逆転することができる。

【００２１】更に、羽根車に替えてこの回転子を推進機
器として用いた場合は、上述のようにエネルギー効率が
向上するばかりか、船の場合では垂直方向に分力するよ
う回転子を設置すれば船体を持ち上げ推進抵抗を削減で
きるほか、羽根車のように外周からの異物の進入がない
ので、安全性が非常によくなる。

【００２２】又、この回転子を攪拌機として用いた場合
は、ゆったりとした全体の攪拌に適し、特に粘性の高い
流体では、ねりあげて粘性を高めることができる。

【００２３】又、この回転子を搬送機として用いた場合
は、螺旋羽根とシリンダーの間に物体が入り込まないの
で、摩擦等が発生しなく安全でかつ逆流を防ぎ効率を高
めることができる。

【００２４】又、この回転子を掘削機として用いた場合
は、掘削により生じた削土を同時に排除できる。特に、
水中での掘削においては逆転しながら土砂面まで投入し
て水の汲み上げを防止し、土砂等による水の汚染を最小
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転子及び静止弁並びに整流子と流体の流入あ
るいは流出の範囲を特定する包括円筒（４）との組合せ
の一つの実施例を示す縦断面図である。

【図２】回転子の縦断面図である。

【図３】回転子への流体の流入及び流出の範囲を特定す
る包括円筒（４）の実施例を示す縦断面図である。

【図４】図の左側の回転子に対し、回転弁を逆転さす場
合の実施例を示す縦断面図である。

【図５】図の左側の回転子に対し、静止弁を静止さす場
合の実施例を示す縦断面図である。

【図６】整流子の縦断面図である。

【図７】整流子の縦断面図実施例を示す図面である。

【図８】整流子の縦断面図実施例を示す図面である。

【符号の説明】 １ 円筒 ２ 螺旋羽根 ３ 回転軸 ４ 包括円筒 ５、９、１６ フランジ ６、１０、１７、２２、２７ ボルトナット ７、１４ 包括円筒板 ８、１５ 包括円筒軸受 １１ 回転弁円筒 １２ 回転弁螺旋羽根 １３ 回転弁回転軸 １８ 静止弁円筒 １９ 静止弁螺旋羽根 ２０ 静止弁回転軸 ２１ 静止弁内軸受 ２３ 整流円筒 ２４ 整流板 ２５ 整流軸受 ２６ 整流円筒ボルト穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体に対し応力又は反応力を得るために
   設ける円筒（１）に内接した任意の枚数の螺旋羽根
   （２）と回転軸（３）で構成する円筒内接螺旋羽根回転
   子とこの応力又は反応力の範囲を特定するために設ける
   該回転軸（３）の包括円筒軸受（８）を介して設けた包
   括円筒（４）とからなる複合ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１の包括円筒（４）の中の該円筒
   内接螺旋羽根回転子の直近に設けた、回転弁円筒（１
   １）に内接し、しかも該円筒内接螺旋羽根回転子の回転
   軸（３）と同軸でかつ該螺旋羽根（２）と対象の任意の
   枚数を持った回転弁螺旋羽根（１２）と回転弁回転軸
   （１３）で構成する回転弁。
3. 【請求項３】 請求項１の包括円筒（４）の中の該円筒
   内接螺旋羽根回転子の直近に設けた、静止弁円筒（１
   ８）に内接し、しかも該円筒内接螺旋羽根回転子の回転
   軸（３）と同軸でかつ該螺旋羽根（２）と対象の任意の
   枚数を持った静止弁螺旋羽根（１９）と静止弁回転軸
   （２０）で構成する静止弁。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２並びに請求項３の
   該円筒内接螺旋羽根回転子あるいは該回転弁又は該静止
   弁への流体の流入側又は流出側に設けた整流円筒（２
   ３）と任意の枚数の整流板（２４）及び整流軸受（２
   ５）によって構成する整流子。