JPH1172095A

JPH1172095A - 混流液体リングポンプ

Info

Publication number: JPH1172095A
Application number: JP10187938A
Authority: JP
Inventors: Harold K Haavik; ケイハービクハロルド; Douglas Frederick Sweet; フレデリックスウィートダグラス
Original assignee: Nash Engineering Co
Current assignee: Nash Engineering Co
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 1999-03-16
Also published as: AU7405398A; GB2332479A; AU724726B2; ATE198927T1; CN1191430C; CN1204737A; US5961295A; KR100559915B1; ES2153701T3; GB2332479B; KR19990013566A; DE69800500T2; DE69800500D1; EP0889243A1; ZA985736B; CA2240340C; EP0889243B1; BR9802343A; GB9813499D0; CA2240340A1

Abstract

(57)【要約】【課題】軸流および半径流ポンプ設計の双方の利点を
結合した、改良された混流液体リングポンプを提供す
る。【解決手段】１５度乃至７５度の範囲の円錐角度を備
えた１つまたはそれ以上のポート構造を有する円錐ポー
ト式液体リングポンプ。この円錐角度は、従来から使用
されて来た円錐角度（最も一般的には８度）よりは本質
的に大きい。本発明のこの大きな円錐角度は、円錐とロ
ータとの間を流動する流体に対し、半径方向にも軸方向
にも実質的な速度成分を付与する。大きな円錐角度は、
また、ポート構造を軸方向へ短縮することを許容し、そ
してこれは、ロータ軸の非支持長さを短縮する等の重要
な多くの利点を有する。このポンプのこれらの特性は、
ポンプの長さ対直径の比を経済的に増大せしめる等の目
的のために有用である。更に、本発明のこのポンプは、
円錐ポート式ポンプの望ましい多くの特性を保有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は、液体リングポンプ、更に詳細
には、円錐ポート式液体リングポンプにおけるポート部
材の形状に関する。

【０００２】液体リングポンプは、周知の２つの形態で
商業的に製造されている。その１つの形態は、一般に側
部平板式設計（flat sided design ；例えば、シーメン
の米国特許第１，１８０，６１３号公報参照）と称され
ている。側部平板式ポンプでは、圧縮されるべきガスを
ロータに対して導入および排出するポートは、ロータの
軸方向端縁部に小隙間をもって作動される平板内に形成
されている。ロータに対する流体の導入および排出方向
は、軸方向、すなわち、ロータ軸と平行しているので、
この側部平板式ポンプは、また、軸流ポート式ポンプと
も称されている。別の形態は、一般に円錐設計(conical
design)と称されている。この設計（例えば、シャーウ
ッドの米国特許第３，７１２，７６４号公報参照）で
は、ガスポートは、ロータの端縁部内の円錐凹部に対し
て小さな作動隙間をもって適合される円錐構造内に形成
されている。円錐ポートを通りロータから導出される流
体の流路は実質的に半径方向であるので、この円錐設計
ポンプは、また、半径流ポート式ポンプとも称されてい
る。

【０００３】公知の設計の円錐構造は、小さな傾斜角
度、典型的には約６度またはそれ以下の角度をもって構
成されている。特別には、ポート構造が円筒であるもの
も製造されている。

【０００４】本明細書は、実質的な流れ成分を軸および
半径の両方向に維持するポート構造を特徴とする新規な
設計を開示する。この設計を従来技術から区別するた
め、この開示においては、この設計を混流ポート構造(m
ixed flow port structure) と呼称する。この開発は、
液体リングポンプ−特に、以下に述べる極めて幅広の構
造の−のコストおよび性能に幾つかの改善を提供する。
これら改善の重要性は、従来の構造方法の利点および不
利を検討することによって初めて良く理解されるであろ
う。

【０００５】２つの公知設計の形態は、ポートの構造お
よび設計上の制約−これらは、前記いずれの形態の場合
にも付随される−に主として基づく明確な長所および短
所を有する。例えば、軸流すなわち側部平板式設計は、
半径流円錐設計よりも次に述べるような長所を有する。

【０００６】側部平板式ポート・プレートは、本来、半
径流円錐よりも製造的に構造が簡単である。ポート・プ
レートは、例えば、鋼板から製造されそして比較的経済
的な機械加工工程で平板に研削される。円錐は、通常は
鋳造工程で形成され、そして回転工程−これは、ある場
合にはより以上に高価となる−で機械加工される。

【０００７】側部平板式の頭部は、ポート・プレートで
被覆される側が全て開放されているので、より容易に鋳
造されることができる。半径流円錐設計の頭部は、開放
されておらず、従って鋳造工程に使用される中子の支持
のために複雑化される。

【０００８】側部平板式ポンプの軸上の負荷は軸受に近
接して分布されるので、同等の負荷に対しては軸の直径
が小さくなる。また、ロータと固定部分との間の半径方
向隙間も半径流円錐ポンプの場合程には厳密でないの
で、軸の剛性もより厳密でなくて良い。

【０００９】側部平板式ロータに対するロータ機械加工
の工程には、半径流円錐凹部に対する運転は含まれてい
ない。

【００１０】軸流ポンプのロータブレードはロータボス
の全長に亘って支持（補強）されているので、局部的な
高応力領域は全て最少化されている。半径流設計のブレ
ードでは、ポートが挿入される領域が良好に支持されて
いないので、応力集中領域が発生されるであろう。

【００１１】側部平板式設計の半径流円錐ポンプに対す
る幾つかの短所は、次の通りである。

【００１２】軸流設計は、ポート速度が高く従って入口
および出口の圧力損失が高くなるため、半径流円錐ポン
プ程には効率的でない。このことは、ポンプの幅が直径
に対して増大するに従い益々顕著となる。軸流ポンプの
ポートのサイズは、ポンプ幅に係わりなく比較的固定さ
れている。半径流ポートポンプは、円錐のベース直径お
よび／またはロータ内挿入長さを変更することにより、
ポート速度を寸法的により調節することができる。

【００１３】円錐ポート構造は、更に、ロータ下にプレ
ナムを提供することにより、流れがロータに対し、より
よく導入および導出されるように分配される。

【００１４】側部平板式吐出の軸方向流れは、側部平板
式ポンプの水処理能力を制限する。この欠点は、次のよ
うに説明される。液体リングポンプから吐出される流れ
は、本来２つの相−性質的には、液体とガスと−からな
る。２相流れの１つの特性は、その液体成分が、外部−
例えば、ガイドベーン−の作用力を作用されない限りそ
の向きを変更されないことである。ロータ内の流れ方向
（ロータに対する）は本来半径方向であり、そして半径
方向ベーン以外には外部作用力は存在しないので、余剰
液体は吐出されるよりはむしろロータ内に停滞されがち
となる。このことは、半径流円錐設計とは対照的であ
る。すなわち、半径流円錐設計では、ロータに対する液
体流れの方向は吐出方向と同じである。従って、半径流
円錐設計内の余剰液体は容易に排出される。

【００１５】次は、側部平板式設計の性能が、流入ガス
流れ内の液体によって、半径流円錐ポンプの場合よりも
不利に影響されることである。このことは、極端な場
合、キャビテーションの早期発生および／またはロータ
の破損をもたらす。また、余剰液体に付随するこの問題
は、ポート速度の場合と同様に、ポンプ幅がその直径に
対して増大するに従い増大する。軸流ポートは、ポンプ
幅が増大するに従い問題源から離間されるので、余剰液
体の排出問題は倍加される。

【００１６】側部平板式ポンプは、半径流円錐ポンプ設
計と比較して、凝縮能力を減少される。側部平板式ポン
プでは、円錐ポンプにおけるよりも高い入口ポート速度
のために、液体噴霧を入口ガス流れ内へ導入する効果が
高い圧力降下をもたらされる。このため、側部平板式設
計では、入口ガス流れの含有蒸気を凝縮する重要な長所
が減少される。この問題は、側部平板式設計ではガス／
蒸気の容積画分（fraction）程の多量の液体を安全に処
理する能力がない−何となれば、凝縮能力は液体画分に
直接比例するので−ことによって増大される。

【００１７】側部平板式ポンプの性能は、ロータとポー
トプレートとの間の軸方向隙間に対して極めて敏感であ
る。このため、側部平板式の隙間を詰め金を用いて調節
することはしばしば実際的ではない。このことは、ロッ
ド生産されたポンプの大きな性能バラツキをもたらす。
半径流円錐設計では、例えば、８度の角度で構成された
ものにおいて、７対１の拡大隙間設定が存在する。従っ
て、ロータと円錐との間の限界隙間は、部品の軸方向位
置を詰め金調整で正確に調節することができるので、よ
り以上の均一な性能が達成されることができる。

【００１８】上述した説明から明らかなように、側部平
板式ポンプの幾つかの長所は、同じ容量の円錐ポンプと
比較して製造コストを低下させることができる。しかし
ながら、この低い製造コストは、性能、液体処理および
凝縮能力を犠牲にしているものであり、そしてこれら
は、製品の信頼性および市場性に著しく貢献する属性で
ある。また同じく、上述した説明から明らかなように、
側部平板式設計の劣悪な上記属性は相対幅が増大するに
従って悪化される。

【００１９】ポンプの設計者には公知であるが、液体リ
ング設計のコスト改善の鍵は相対幅を延長することであ
る。この理由は、製造工程におけるコストの直径部分と
長さ部分との間の相互関係を検べることで説明すること
ができる。経験上から、若し直径が一定であれば、容量
当たりのポンプ・コスト（毎分立方フィート当たりのド
ル、すなわち、＄／ＣＦＭで表される）は、通常、最低
点までは幅の増加に従って減少する。すなわち、前記点
を越えると容量当たりのコストは増大する。この最低点
は、機械的および性能的限界の双方によって決定され
る。例えば、これら幾つかのファクタの中の１つは、軸
の直径が大きくなり過ぎる−すなわちこれによって、軸
のコストが不釣合となると共に軸のサイズがバケット容
積（隣接ロータブレード間の容積）を不釣合に取り上
げ、そしてドルを増大させると共にＣＦＭを低下させる
−ことである。

【００２０】一般的に言って、従来技術の両頭ポンプの
設計では（例えば、上記シャーウッド特許におけるよう
に）、最小＄／ＣＦＭが、約１．３倍のロータ直径の累
積軸方向ロータブレード長さ（端部および中央シュラウ
ドの厚さは除く）において発生される。混流円錐開発の
１つの利点は、最少コストの限界が、１．３倍ロータ直
径を越える軸方向ロータブレード長さまで延長される−
これについては、以下詳述される−ことである。

【００２１】ジェニングズの米国特許第１，７１８，２
９４号公報には、比較的大きな円錐角度（図１では約１
８度および図４では約１２度）を有する円錐ポート式の
液体リングポンプが示されている。しかしながら、ジェ
ニングズのものでは、ロータは円錐内のポートに直接隣
接して被覆され、円錐とロータとの間の流体流れの軸方
向成分が全て実質的に排除されるように構成されてい
る。

【００２２】本発明の目的は、前記に鑑み、改良された
液体リングポンプを提供することにある。

【００２３】本発明の更に具体的な目的は、軸流および
半径流ポンプ設計の双方の利点を結合した、改良された
液体リングポンプを提供することにある。

【００２４】本発明の更に別の目的は、半径流設計ポン
プの多くの長所を有すると同時に、軸方向ロータブレー
ド長さのロータ直径に対する比が、公知の半径流ポンプ
で一般的に経済的である大きさよりもより以上の大きさ
をもって経済的に構成することができる液体リングポン
プを提供することにある。

【００２５】

【発明の概要】本発明のこれらおよびその他の目的は、
本発明の原理に従い、下記のような−すなわち、一般的
には公知の円錐ポート式ポンプであるが、しかしなが
ら、これまで知られていた円錐ポート式ポンプよりは大
きな円錐角度を有する−液体リングポンプを提供するこ
とによって達成される。約８度の円錐角度が、ここ数十
年来の実際的な工業規格であったが、本発明に従って構
成されるポンプの円錐角度は１５度乃至７５度の範囲に
設定される。円錐角度の大きな増大に付随して、本発明
に係るポンプの円錐ポート構造は、従来の液体リングポ
ンプ設計に使用されていたものよりもその全長を大きく
短縮されることができる。増大された円錐角度は、円錐
とロータとの間を流動する流体に軸方向の大きな速度成
分を付与するよう作用する。円錐面内におけるポート隣
接ロータブレード間のスペースは開放されているので、
前記軸方向の速度成分を障害するロータ構造は存在され
ていない。その他の長所の中で特に、軸方向の大きな流
体速度成分と軸方向へ短縮されたポート構造とは、軸方
向ロータブレード長さのロータ直径に対する比における
経済的増大を達成するよう促進する。またこれと同時
に、本発明に係るポンプは、円錐ポンプの有する全ての
或いはほとんどの利点を保有する。

【００２６】本発明の更に別の特徴、その性質および種
々の長所は、添付図面および好適実施例に関する以下の
詳細説明からより明らかとなるであろう。

【００２７】

【好適実施例の詳細な説明】図１に、半径流円錐設計の
一般的な両頭ポンプ１０を示す。ポンプ１０は固定環状
のハウジング２０を含み、このハウジングの左および右
側の端縁部にはそれぞれ頭部構造３０Ｌおよび３０Ｒが
固定的に連結されている。円錐形のポート部材４０Ｌお
よび４０Ｒが、各頭部構造３０Ｌおよび３０Ｒ上にそれ
ぞれ装着されている。各頭部構造３０の円錐面の角度Ａ
ＬＰＨＡは約８度である。角度ＡＬＰＨＡは、ここでは
一般に円錐角度と呼称される。軸５０が、ハウジング２
０、頭部構造３０およびポート部材４０を軸方向へ貫通
しており、そしてこれら全ての構造に対して軸組立６０
Ｌおよび６０Ｒを介し回転されるように装着されてい
る。ロータ７０が、軸５０上に固定的に装着されてい
る。このロータ７０は、ボス部分７２と複数のブレード
７４とを含み、そしてブレート７４は、ボス７２から半
径方向外側へ延在してこのボス周りを円周方向へ相互に
離間されている。各ポート部材４０は、ロータ７０の隣
接する端縁部内の環状凹部内へ延在されている。ロータ
７０は、また、ロータブレード７４の軸方向左および右
側の端縁部にそれぞれ連結される環状のシュラウド７６
Ｌおよび７６Ｒを含む。また、環状の中央シュラウド７
６Ｃがロータブレードの中心部に連結されており、そし
て環状の中央ハウジング・シュラウド２６Ｃ（ハウジン
グ２０に固定されている）がシュラウド７６Ｃと半径方
向に整列されている。

【００２８】ハウジング２０が軸５０に対して偏心され
ていることにより、図１から見てポンプ１０の上部部分
がポンプの膨脹すなわち吸込領域を構成し、一方図１か
ら見てポンプ１０の下部部分がポンプの圧縮すなわち吐
出領域を構成している。膨脹領域では、ポンプの液体リ
ング内の液体がロータの回転方向においてボス７２から
半径方向外側へ向け移動されており、従って、ポンピン
グされるべきガスは吸込通路３２Ｌ，４２Ｌ，３２Ｒお
よび４２Ｒを通りポンプの前記領域内へ吸引される。圧
縮領域では、ポンプの液体リング内の液体がロータの回
転方向においてボス７２の方向へ向け半径方向内側に移
動されており、従って、ポンプ内のガスは、圧縮領域内
で圧縮されそして吐出通路４４Ｌ，３４Ｌ，４４Ｒおよ
び３４Ｒを通り吐出される。

【００２９】図１に示すポンプの円錐角度は比較的小さ
く（ＡＬＰＨＡ＝８度）、従ってこのポンプは、いわゆ
る、半径流ポート式ポンプである。ポート構造４０とロ
ータ７０との間の円錐協働領域を通る流体流れは、極め
て半径的である。

【００３０】図２に、図１の形式のポンプの、本発明に
従って変形された実施例を示す。すなわち、図２には全
体的にはポンプ１０と同様であるが、混流ポート式の概
念に基づいて設計されたポンプ１０′が示されている。
図２およびそれ以降の図において、一般的同様の要素に
は、図１からの参照符号が繰返し適用されている。しか
しながら、これら要素の幾つかの形状は、後で詳述する
ように、変更されることは理解されるであろう。ポンプ
１０′の全体的な作動も、同じく後述する改良点を有す
るとは言え、ポンプ１０の全体的な作動と同様である。

【００３１】図３には、図２からの円錐ポート要素４０
Ｒが、流れ方向成分を示す矢印をもって更に詳細に示さ
れている。図示されるように、流体流れ方向は、ロータ
への流入および流出に際して、半径および軸方向のそれ
ぞれにおいてかなりの速度成分Ｖ−ＲＡＤＩＡＬおよび
Ｖ−ＡＸＩＡＬを有している。

【００３２】本発明によれば、円錐の角度ＡＬＰＨＡが
約１５度よりは大きく約７５度よりは小さい場合には、
流れが混流されると考えることができる。これは、混流
の軸方向流れ成分Ｖ−ＡＸＩＡＬが円錐表面における絶
対流れ速度の２５％より大きい場合に相当する。図３に
示す実施例は、２０度の円錐角度ＡＬＰＨＡを有する。

【００３３】図４で、上述した２つの設計を比較する。
図４の上半部には図２および図３の混流設計が示され、
一方下半部には図１の半径流設計が示されている。半径
流設計は、説明されるように、より大きな軸５０を必要
とする。軸の直径の差が、下半部において点線で示され
ている。軸の最大部分の直径はＤ４である。２つの側部
は、同一の円錐４０基礎直径Ｄ１に対して作図されてい
る。

【００３４】混流設計は、極めて幅広の液体リングポン
プ（すなわち、ロータ・ブレードが、ロータ直径の約
１．３倍よりも大きな軸方向長さを有するような）の設
計に関し、従来の構成方法よりは特に顕著な利点を有す
る。この利点は以下に説明される。

【００３５】図４に示されるように、混流設計に対する
頭部開口面積Ｃは、半径流設計に対する同等面積Ｃ′よ
りも大きい。このことは、内径のＤ２′がＤ２よりも大
きい−Ｄ２′の方の軸が大きいので−ことによる。図４
には、また、標示面積ＡおよびＢが示されているが、こ
れは、両設計間のロータ・バケット容積の差異を表し、
混流設計の方がより大きいバケット容積を有することを
示している。若し、半径流の円錐構造４０をその容積損
失が減少されるように（直径Ｄ１を減少して）変更する
と、頭部ポート構造の開口面積Ｃは大きく減少されるで
あろう。一方、若し半径流構造を図示のままにしておく
と、ロータ７０は、混流設計と同一の容積を達成するた
めにはより大きな長さを必要とされるであろう。

【００３６】究極的な改善は、頭部鋳物内に通路を形成
するのに使用される中子の支持が改善される（大きくな
る）ことである。これによって、頭部の鋳造性が改善さ
れると共に、ロータ容積が損失されることもロータ長さ
が延長されることもなくなる。

【００３７】図４には、また、円錐のベースを通過する
円錐“喉部”、すなわち、最少流れ面積が、ロータ容積
を減少することなく拡大されることが示されている。こ
の面積は、直径Ｄ２およびＤ３によって限定される。Ｄ
３は、円錐ベースの直径から壁厚を引くことによって設
定される。Ｄ２は、軸の直径に円錐の内側壁厚を足すこ
とによって設定される。（壁厚は、この検討において
は、固定されているものとする）。Ｄ３は、Ｄ１が限定
されるのと同じ−すなわち、２つ前の段落で説明したの
と同じ−ファクタによって限定される。従って、混流の
ポート構造４０は、同じベース直径を有する半径流の円
錐ポート構造よりも、ガスおよび液体流れに対する大き
な喉部を、ロータ容積を減少することなく且つより小さ
な直径の軸をもって許容される。

【００３８】混流ポート構造４０は、半径流円錐よりも
長さを短く形成されることができる。半径流円錐４０に
関して、設計者は、円錐ポンプ特有の有利な作動効率お
よび大きな液体流成分は、円錐挿入長さＰ′のロータ長
さに対する最大化に依存するものと信じてきた。挿入長
さは、ロータ全長の一般的には４５％よりは大きく典型
的には５０乃至６０％の範囲に設定されていた。

【００３９】円錐ポンプの良好な作動特性は、より短い
ポート長さＰを使用することによって維持され得ること
が計測されてきた。例えば、ポートで設定されるロータ
長さの約４５％よりも短いポート長さが使用されること
ができる。図４の上半部には、ロータ長さの当該部分
（シュラウド７６Ｃおよび７６Ｒの間）の約３４％であ
るポート長さＰが図示されている。

【００４０】短い混流ポートの長さは、特に幅広の液体
リングポンプの設計に大きく影響される。すなわち、既
に述べたように、ロータボス７２および軸受６０間の非
支持或いは非補強の限界間隔Ｌは大きく減少される。こ
のことは、軸５０の全撓みが前記間隔の３乗に比例し、
そして前記影響が軸の直径の減少に劇的に作用される−
半径流設計（比較的大きな長さＬ′を有する）の新設計
（比較的小さな長さＬを有する）に対する相対的撓みの
ために−からである。

【００４１】混流円錐４０は、更に、同一の作動隙間を
もって組立てられた半径流円錐４０よりもより大きな軸
５０撓みを支障なく許容される。作動隙間は、円錐表面
に垂直に計測される。傾斜角度ＡＬＰＨＡの増大に伴う
ロータ７０の半径方向許容道程は、前記角度のコサイン
分の１に比例される。例えば、傾斜角度ＡＬＰＨＡ２０
度の混流円錐は、８度の半径流円錐と比較して、更に５
％の撓みを支障なく行われることができる。

【００４２】軸流、すなわち、側部平板式の設計では、
ロータボスと軸受との間の間隔は更に短く（例えば、図
４に示すＬ″に）なるが、混流ポート４０では、この長
さの重要性は、軸５０のサイズの決定に別のファクタが
より関与されるまでに減少される。すなわち、軸のサイ
ズは、例えば、軸の駆動端縁部の捩り強度、および／ま
たは所要の水圧負荷を支持するために軸受６０に要求さ
れる軸の枢支サイズ等のファクタによって限定されるで
あろう。従って、混流軸５０は、同等の側部平板式軸サ
イズの近傍か、または同じ基準によって寸法付けされる
であろう。

【００４３】混流ポート構造４０とロータ７０とは、そ
の製作に比較的費用を要しない。ポート構造４０は長さ
が短いので、その重量および全体の製作費用が、通常の
円錐構造４０よりも減少される。また、ロータ７０内の
円錐凹部の工作費用も、凹部深さが浅いので減少され
る。

【００４４】また、混流設計では、ロータ７０内の円錐
凹部が浅いので、この結果通常の半径流設計よりも強い
ロータブレード７４が得られる。円錐凹部内におけるブ
レード７４部分は、混合流設計においても同じく非支持
状態であるが、しかしながら多くの場合この非支持長さ
の意義は、側部平板式設計と比較して、所要のブレード
７４厚さに達するのには（軸５０設計の場合と同様に）
別のファクタがより関与されるまでに減少される。すな
わち、ブレード厚さは、例えば、良好な鋳造設計のため
の最少壁厚さ−ブレードの強度ではなくて−が決定ファ
クタとなる点まで減少されることができる。

【００４５】上述した改善によって、結果的に、混流ポ
ンプのコストが、軸流ポート式ポンプに対して−特に、
極めて幅広の（すなわち、軸方向に長い）液体リングポ
ンプの設計に適用した場合に−、これと同等か或いはこ
れよりも低く設定されることが可能となる。上記改善に
よって、両頭液体リングポンプ設計の最少＄／ＣＦＭ点
が、前述した１．３０倍直径を越えて移行される。

【００４６】上述した説明は、両頭設計のポンプに対し
て指向されて来たが、本発明の利点は、また、単頭設計
−すなわち、ロータ７０の一方の端縁部上に１つのポー
ト部材４０のみを装着される−ポンプに対しても、同様
に適用される。また、上記説明は、単頭設計に対して
も、下記の点−すなわち、最少＄／ＣＦＭが、一般的に
異なる幅、例えば、両頭設計の場合の１．３倍ロータ直
径ではなく、約１．０５倍ロータ直径の軸方向ロータブ
レード長さ（端縁部シュラウドを除く）において発生さ
れる点−を除き、同様に適用される。従って、本発明に
よれば、１．０５倍ロータ直径よりも大きな軸方向ロー
タブレード長さを有する単頭液体リングポンプの構成
が、経済化されることができる。

【００４７】以上から理解されるように、この混流設計
は、側部平板式設計の有する製造コスト上の利点を更に
改善すると同時に、しかも円錐設計の作動特性に近似す
る作動特性を維持することができる。例えば、半径流設
計の効率上の利点は、混流ポート４０の開口部が開放流
れ面積−これは、ポートの圧力降下を最少にする−と、
大きなプレナム面積−これば、流れをロータ７０内へ分
配する−とを構成されていることによって、維持される
ことができる。凝縮水噴霧が入口で処理される重要な利
点が、害されることもない。また、混流設計は、余剰液
体がロータ７０から半径方向へ排出されることもなお許
容する。このように、半径流ポート式の有する水処理上
の利点は、喪失されることはない。

【００４８】従って、従来のそれぞれの形態の最高特性
を調和することが可能となる。混流設計は、側部平板式
設計の有するコスト効果に匹敵またはこれを上回るポン
プ構成を可能とすると共に、一方半径流円錐設計の有す
る効率および操作許容度に近似または匹敵させることを
可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】典型的従来技術の円錐ポート式液体リングポン
プを示す略断面図である。

【図２】本発明に従って構成された液体リングポンプの
実施例を示す図１と同様の略断面図である。

【図３】図２の一部分を示す同様の別の略断面図であ
る。

【図４】図１および図２の部分構造を示す同様の更に別
の略断面図である。

【符号の説明】

１０，１０′ 両頭ポンプ２０ハウジング２６Ｃハウジング・シュラウド３０Ｌ，３０Ｒ頭部構造３２Ｌ，３２Ｒ吸込通路３４Ｌ，３４Ｒ吐出通路４０Ｌ，４０Ｒポート構造（円錐ポート部材）４２Ｌ，４２Ｒ吸込通路４４Ｌ，４４Ｒ吐出通路５０軸６０Ｌ，６０Ｒ軸受７０ロータ７２ボス７４ブレード７６Ｌ，７６Ｃ，７６Ｒシュラウド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダグラスフレデリックスウィートアメリカ合衆国、アラバマ 35242、バーミンガム、ウィローブルックサークル 2555

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの軸方向端縁部内の凹部内へ延在
するポート構造を含む液体リングポンプであって、ロータは、凹部から半径方向外側へ延在すると共にこの
凹部周りに相互離間された複数の軸方向延在ブレードを
有し、凹部に直接隣接するポート構造は、１５度乃至７５度の
範囲の円錐角度を有する円錐台形表面を画定し、この表面は、流体の吸込および吐出穴部を画定して、流
体を、ポート構造と隣接ブレード間スペースとの間で選
択的に連通し、そして穴部に直接隣接するロータは、ブ
レード以外の構造物から全て開放されていて、穴部で連
通される流体の流れ方向を作動することを特徴とする液
体リングポンプ。
【請求項２】穴部は、長手方向軸線に平行して測定さ
れる最大寸法を有し、この最大寸法は、穴部で設定され
るブレード軸方向延在の４５％よりも小さいことを特徴
とする請求項１記載の液体リングポンプ。
【請求項３】ポート構造は、ポンプ内の単一ポート構
造であり、そして、ロータブレードの軸方向長さのロー
タの直径に対する比は１．０５よりも大きいことを特徴
とする請求項１記載の液体リングポンプ。
【請求項４】更に、第二のポート構造を含む請求項１
記載の液体リングポンプであって、この第二ポート構造
は、ロータの、先に規定した軸方向端縁部とは反対側の
第二軸方向端縁部内の第二凹部内へ延在し、ブレードは、同じく、第二凹部から半径方向外側へ延在
すると共にこの第二凹部周りに相互離間して配置され、第二凹部に直接隣接する第二ポート構造は、１５度乃至
７５度の範囲の第二円錐角度を有する第二円錐台形表面
を画定し、この第二表面は、流体の第二の吸込および吐出穴部を画
定して、流体を、第二ポート構造と隣接ブレード間の第
二スペースとの間で選択的に連通し、そして第二穴部に
直接隣接するロータは、ブレード以外の構造物から全て
開放されていて、第二穴部で連通される流体の流れ方向
を作動することを特徴とする液体リングポンプ。
【請求項５】第二穴部は、長手方向軸線に平行して測
定される最大寸法を有し、この最大寸法は、第二穴部で
設定されるブレード軸方向延在の４５％よりも小さいこ
とを特徴とする請求項４記載の液体リングポンプ。
【請求項６】ロータブレードの軸方向長さのロータの
直径に対する比は１．３０よりも大きいことを特徴とす
る請求項４記載の液体リングポンプ。