JPS5879691A - 全周流入型ピト−ポンプ - 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】 本発明は、ピトーポンプ、特に、全周流入型のピトーポ
ンプに関する。１本発明による全周流入型ピトーポンプ
は、流体を圧縮または揚水するために使用され、また例
えば、本願出願人名義の、米国特許第４，３０４，１０
４号の明細書に記載されている加熱ポンプと組合せて使
用される。

ピトーポンプは、世紀の転換期に、初めて米国特許史上
に登場した。米国特許第３，３４８，０２４号、３，７
９５，４５９号、ろ、７７６，６５８号および′３．７
９５，４５７号の明細書を見れば、その発達ぶりの概要
をとらえることができる。

概してピトーポンプとは、ピックアップ管の内部流路を
曲げて、管を急流する流れに衝撃を与えるように、回転
ケースの中心から、その最大内径付近まで延びる固定流
線ピックアップ管を有する回転式流体ケースポンプのこ
とを指す。

このような構成にすると、内路の曲げ端部により、うず
巻流体の遠１ｗ−１１力、および管を急流する流体の衝
撃速度圧力が発生する。このようにして発生した圧力に
よって流体は、ピックアップ管の内路を通って、ポンプ
の吐出口から流出する。

上記の−よ−うなピトーポンプは、液体に対してほぼ充
分に機能することが判っているが、各段には、１個のピ
ックアップ管しかないため、特に気体に対する機能に限
界がある。一方、本発明によるピトーポンプは、複数個
の流路またはピックアップ管を備えているため、「全周
流入型」ピトーポンプと呼ぶことができる。

本発明の第１の目的は、全周流入型ピトーポンプを提供
することにある。

本発明の第２の目的は、流体または気体を圧縮あるいは
揚水するのに使用される全周流入型ピトーポンプを提供
することに弗る。

本発明、の第３・の目的は、特殊なディフューザまたは
固定子を内蔵する、特殊な羽根付回転子を有する全周流
入型ピトーポンプを提供することにある。

本発明の第４の目的は、改良遠心圧縮に対する半径比を
高めうる全周流入型ピトーポンプを提供することにある
。

本発明の第５の目的は、ピトー原理を用いることによっ
て、運動エネルギーを効率良く圧力に変換する、羽根付
きディフューザつまり固定子を用いてなる全周流入型ピ
トーポンプを提供するととにある。

本発明は、種々の部品の構成、配置および組合せからな
り、以下に詳細を説明するところにより、特に、特許請
求の範囲に記載し、また添付図面に例示するところによ
り、上記およびその他の目的が達成される。

第１図は、符号α０で全体を示す、全周流入型ピトーポ
ンプの縦断面図である。第１図に示すピトーポンプは、
２段ポンプであるが、１段、あるいは所望数の多段とす
ることもできる。

第１図において、符号αのは、上から下へ向かって、回
転子ハウジング１１固定子ハウジング（１６１゜回転子
ハウジングＱｌ、および固定子ハウジング■から成る外
ハウジングの全体を示している。

回転子ハウジングα荀は、上端に、揚水または圧縮され
る液体または気体のだめの入口（社）を有している。第
１図に示すように、回転子ハウジング０４）の下端部の
直径は、その上端部より大きい。

固定子ハウジング（１６１の上端部は、適宜手段によっ
て、回転子ハウジングα荀の下端部に固着されている。

固定子）・ウジングαｅの下端部の直径は、その上端部
より大きく、また適宜手段によって、回転子ハウジング
０８の上端部に固着されている。

同様に、回転子ノ・ウジング賭の下端部は、適宜手段に
よって、固定子ノ・ウジング■の上端部に固着されてい
る。

符号（２勾で全体を示す固定子は、外・・ウジング（１
３内に設けられ、大まかに云って上方からシャフト四、
ブロック（ハ）、シャフト印）およびブロック（４Ｇの
部材からなっている。

シャフト（イ）は、ノ・ウジングａｚ内で上方に延び、
かつ任意の支持部材（４３に固定されている。

固定子＠は、さらに外）・ウジングα２の下端部から延
びて適宜手段により、支持部材（４６１に装着されてい
る下部シャフト０４）を備えている。

回転子ハウジングＩの上端部には、モータ６ｚによって
駆動されるベルトω等を巻付けた滑車（４８１が装着さ
れている。

以下に詳細を示すように、モータ５２１が作動すると、
外ハウジングＱ′！Ｊは、固定子Ｑ１に対して回転する
。図示した回転子）・ウジングα荀は、モータ６ｚによ
って回転させられるが、その他の適切手段を用いて、こ
れを回転させてもよい。

回転子ハウジング０４は、シャフト（イ）の周りを回転
する。そのため両者間には、適切なベアリンク６荀が配
設されている。回転子ノ・ウジングＩは、第２図に最も
良く示す要領で、その上端から下端へ向かう、複数個の
互いに離間された流路−を画定する。複数個の互いに離
間する羽根（イ）を備えている。

第２図に示すように、羽根州の上端部−は、一定方向に
わん曲して、流体を効率良く導入するようになっている
。

各流路の形状は、流路に沿って入口から出口まで進むに
従って、横断面積が漸増するようになっている。

流路の横断面積は、出口端で急に広まり、流れを入口状
態から拡散させて、その速度をかなりおとすようにして
いる。これは、流路内の摩擦損失を最小にするためであ
る。

非圧縮性流体の場合、流路の横断面積は、出口に至るま
で一定であるが、圧縮性流体の場合は、流体密度の増加
を調整するため、横断面積を次第に広めていく必要があ
る。

このようにすることにより、圧縮エネルギ人力と、流路
の摩擦（内部の流れ損失）、「風損」およびベアリング
抗力に起因する寄生エネルギ損との間のバランスを最適
にすることができる。このことは、流速が急激に増加し
て、インはう出口で非常な高速に達する、従来の遠心イ
ンペラとは、対称的である。

固定子のブロック■は、固定子ハウジングｕｅ内に位置
し、また間に複数個の互いに離間する流路１４）を画成
する複数個のやや側方にわん曲する、長手方向の羽根６
３を備えている。

流れをより効率良く拡散して、流路−を通る流体の速度
を下げるには、複数個の小型の羽根−を付加するのが良
い。この場合でも、インペラ流路と同様に、流速を低速
に保つため、横断面積を変えなければならない。

個の羽根（５６’ｌを有している。その下側の固定子ハ
ウジング■は、羽根１３と同一の複数個の羽根（６２’
ｌを有している。

作動時、揚水または圧縮されるべき媒体は、適宜手段に
よって、固定子〕・ウジングＩの取入口に導入される。

上記のように、外ハウジングａっは、流路（至）の上流
端に供給される流体が、羽根（至）に衝突し、流路■を
通って、遠心力で外側に向うように、モータ６３によっ
て回転される。

流体は、流路■の下流端から出て、拡散処理により、急
速で流れる流体の運動エネルギを、圧力エネルギに変換
する固定子のブロック（至）における流路−の取入口に
入る。

媒体は、ブロック（イ）の流路ｆ１ａを通過して、回転
子ハウジングα槌の流路の取入口に入り、ここから、ブ
ロック−〇流路取入口に送られる。

ブロック（２）の下方外部と、固定子ハウジング（＋６
１の下方内部との間には、シール手段（６８）が設けら
れている。同様に、ブロック（４０１の下方外部と、固
定子ハウジング翰の下方内部との間には、シール手段（
７０）が設けられている。

上記のように、ポンプを軸方向に「重ねる」ことによっ
て、非常に嵩い圧力比を得ることができるので、ポンプ
を、所望数の多段に構成することができる。こ−のよう
にすると、媒体が、ポンプの種々の段を通過するに従っ
て、流体は、順次にますます圧縮（気体の場合）される
が、あ、るいは加圧（液体の場合）されて、効率良く揚
水しる。

本発明による全周流入ピトーポンプは、側板および羽根
付ディフューザまたは固定子を用いることによって、ピ
トー原理に基づいて、運動エネルギを効率良く圧力エネ
ルギに変換することができる。

本発゛明によるピトーポンプは、一連のピトープローブ
、またはピトープローブとして機能する一連の流路を形
成する１複数個の流路を、固定子内に備えている。　　
□ 本発明は、全周流入原理を用いて、圧縮エネルギ消費量
に対する、寄生エネルギ損を低減することによって、よ
り効率の良い揚水または圧縮を確保するように構成され
ている。

従って、本発明による全周流入ピトーポンプは、少くと
も上記の目的を全て達成しうることカ；判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるピトーポンプの縦断面図である
。 第２図は、回転子と固定子との関係を説明するために、
ピトーポンプを上流側より見た一部切欠分解斜視図であ
る。 第５図は、固定子ハウジング部材と固定子とを説明する
ために、ピトーポンプを下流側より見た一部切欠分解斜
視図である。 １０・・・全周流入型ピトーポンプ １２　・・・外ハウジング １４．１８・・・回転子ハウジング １６．２０・・・固定子ハウジング ２２・・・入口　　　　　２４・・・固定子２６　、８
０・・・シャフト　２８．４０・・・ブロック４２　・
・・支持部材　　４４・・・下部シャフト４６・・・支
持部材　　　４８・・・滑車５０・・・ベルト　　　　
５２・・・モータ５４・・・ベアリング　　５６．５６
’・・・羽根５８・・・流路　　　　　６０・・・上端
６２．６２’・・・羽根　　　６４・・・流路６６・・
・羽根　　　　　６８．７０・・・シール手段ＦＩＧ、
　　１

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）小径の第１端部、大径の第２端部、第“１回転子
   部、および第１回転子部との間に形成され、入口と出口
   とを有し、また入口から出口に至って延びる、複数個の
   互いに離間する流路を備える第１回転子ハウジングと、
   該第１回転子ハウジングの第２端部に固着されている大
   径の第１端部と、小径の第２端部とを有する、少くとも
   第１固定子ハウジングとから成る回転自在の外ハウジン
   グと、外ハウジング内に設置され、かつ第１回転子部に
   包囲されるようにして、第１回転子ハウジング内に設置
   された第１固定子部と、 第１固定子ハウジング内に設置されて、第１回転子ハウ
   ジングの流路出口と連絡する入口゛と出口とを有し、か
   つ入口から出口に至る複数個の互いに離間する流路を有
   する第２固定子部を備える固定子と、 固定子に対して、外ハウジングを回転させる手段と、 第１回転子ハウジングの流路入口に流体を送る手段 とを具備し、外ハウジングを回転させることによって、
   第１回転子ハウジングの流路入口に供給される流体が、
   前記入口から第２固定子部の流路出口まで流れるにつれ
   て、これを、漸進的に圧縮するようにしたことを特徴と
   する全周流入型ピトーポンプ
2. （２）第１回転子ハウジング内の流路が、第１回転子ハ
   ウジングと第１回転子部との間に位置する、複数個の互
   いに離間する羽根によって画成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載のポンプ。
3. （３）第１固定子ハウジング内の流路が、複数個の互い
   に離間する羽根によって画成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載のポンプ。
4. （４）第１図転子ハウジングの第１端部が、ポンプの取
   入口を形成し、また第１回転子ハウジングの流路入口が
   、ポンプ取入口全体を実質的に占めていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載のポンプ。
5. （５）羽根が、長手方向にわん曲していることを特徴と
   する特許請求の範囲第（５）項に記載のポンプ。
6. （６）第１固定子ハウジングの流路が、複数個のピトー
   プローブを形成していることを特徴とする特許請求の範
   囲第（６）項に記載のポンプ。
7. （７）第１固定子ハウジングの羽根が、ディフューザで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（５）項に記載
   のポンプ。
8. （８）第１インはうの羽根が、ディフューザを形成して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項に記載
   のポツプ。
9. （９）小径の第１端部と大径の第２端部とを有するとと
   もに、第１回転子部を有し、かつ第１回転子部まで内側
   に延びて、入口から出口までに延びる複数個の流路を間
   に形成する、複数個の羽根を有する第１回転子ハウジン
   グと、 小径の第１端部と大径の第２端部とを有するとともに、
   第２回転子部を有し、かつ第２回転子部まで内側に延び
   て、入口から出口まで延びる複数個の流路を間に形成す
   る、複数個の羽根を有し、また第１回転子ハウジングか
   ら離間する第２回転子ハウジングと、 第１回転子ハウジングの第２端部に固着された大径の第
   １端部、小径の第２端部、および入口と出口とを有し、
   かつ入口から出口まで延びる流路を有する第１固定子ハ
   ウジングと、 第２回転子ハウジングの第２端部に固着された大径の第
   １端部、小径の第２端部、および第２回転子ハウジング
   の流路出口と連絡する入口と出口とを有し、かつ入口か
   ら出口まで延びる流路を有する、第１固定子ハウジング
   部材から離間する第２固定子ハウジングとから成る回転
   自在の外ハウジングと、 外ハウジング内に設けられ、かつ第１回転子部によって
   包囲された第１固定子部と、第１回転子ハウジングの流
   路出口と連絡する入口と出口とを有する、複数個の流路
   を画成する、複数個の互いに離間する羽根を有する第２
   固定子部と、−第２回転子によって包囲された第６固定
   子部と、入口と出口とを有する複数個の流路を画成する
   、複数個の互いに離間する羽根を有する第４固定子部と
   から成る固定子と、 固定子に対して外ノ・ウジングを回転させる手段と、 第１回転子ハウジングの流路入口に流体を供給する手段 とを具備し、外ハウジングを回転させることによって、
   第１回転子ハウジングの流路入口に供給される流体がハ
   ウジングを通過する際に、これを、漸進的に圧縮するよ
   うにしたことを特徴とする全周流入型ピトーポンプ。