JPS63192980A - ２段液体リングポンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体リング気体ポンプに係り、更に詳細には２
つの直列に連結された気体圧縮段を有する液体リング気
体ポンプに関づ゛る。

〔従来の技術〕

２段液体リングポンプの形状は、例えば、米国特許第４
．１３２．５０４号公報および第１１．３３，１，８３
０号公報、；４−ストリア特許第２０５、１５（ｉ号公
報、英国特許第６９１，４２５号公報。

第７０３．５３３号公報、第７１０，６１１号公報およ
び第８５８．４２２号公報、フランス特許第９２７．１
ｆ５号公報、スエーデン特許第１５０．１８２号公報。

西独１５許第８７３．１ｙｏｑ公報、ならびに西独公へ
第１．０／１７．９８１り公報および第１．０５４．６
５２号公＋Ｈに示されているＪ：うに周知である。西独
１）ｒ１第８２３．１７０す公報に示される一般形式の
形状は、平端面のロータ、平板状の流出入口板、（υよ
び最小限度の流出入【」ならびに導管を用いる点におい
である程度の利点を右する。

圧縮される気体は第１段の１端部に流入し、そして中間
圧縮されて前記第１段の対向端部から流出される。中間
圧縮気体は次いで第２段の隣設端部に流入し、更に圧縮
された上で前記第２段の対向端部から流出される。この
ように気体はその圧縮に際してポンプを軸方向へ貫流Ｊ
るので、このような構成を右するポンプは往々にして゛
肖流″ポンプとして知られており、この用語を以下この
種のポンプに対して詩々使用する。

〔発明が解決しＪ：うとづる問題点〕

２段貫流ポンプは、Ｉｙｉ述したように構成が筒中であ
るという利点を有するが、しかしながらまたある種の制
約を有する。なぜなら、ポンプの各段において気体はロ
ータの１回転以内にロータの軸方向一端部からロータの
軸方向他端部まぐ流動しなければならないので、何れの
ロータに３３いてもその長さをその直径の約１／２より
良くづ゛ることは実際上できなかった。仮に何れかのロ
ータの長さが直径の約１　／　２　にり長い場合には、
圧縮気体の幾らかは吐出［１を経て導出されなくなる。

この導出されなかった気体は段における吸入域へ再循環
されて油密し、この結束前記油密気体を圧縮り゛るに要
する仕事は完全に浪費されると共にポンプの吸入容摂が
低減される。第１段は第２段より良いので、この点に関
しては通常第１段が制約段となる。

西独特許第８２３．１７０ｑ公報に示される一般形式の
ポンプを引続いて用いるとすれば、前述の制約に巻込ま
れることなく容Ｍを増大ざ「るためには基本的に２つの
方法が知られている＝（１）ポンプの直径を増大するこ
とあるいは（２ン第１８２の両端部に吐出開口を股【プ
ぞして第１段の＋Ｊ加加用出口らの気体を第１段の外側
に沿って第２段まで導くこと。

これらの対策は両方共ある種の不利を右する。

ポンプの直径を増大することは、ポンプを製作Ｊるに要
する材料を極端に増大さじ、ポンプ価格を増大さける。

またこのことはポンプの！１ｉｆｌｌを増大ざＶ、更に
（ロータの過大な先端速度を避けるために）高価で低速
度のポンプ駆動モータの使用を必要とさせる。一方、第
２の第１段吐出口を付加することは、複雑さしたがって
ポンプの価格を１１１大さぼる。吸入量１τ１ならびに
吐出開口の双方を有Ｊ°る第１段の端部は、付加された
第１段吐出口からの気体が導入される第２ｇ２（あるい
は中間段）の部分と同様に、西独特許第８２３．１７０
Ｑ公報に示されるものより更に複雑さを必要とされる。

また更に一層の費用おにび複雑さが、付加された第１段
吐出口からの気体を第１段の外側に沿って第２段まで尊
くために必要となるＱ　’ｒ２によって付加される。

上述の観点から、本発明の１つの目的番ユ、前述した形
式のポンプにおける前記長さの直径に対する比率の制約
を取り除くための筒中で廉価な方法を提供することにあ
る。

本発明の別の目的は、ポンプの直径の好ましくない増大
を可及的に抑制すると共に中間圧縮気体の幾らかを第１
手段の外側に沿って第２段まで導くことを必要とするこ
とのない、２段Ｌ１流ポンプにおける６口の１１１大方
法を提供することにある。

〔問題点を解決覆るだめの手段〕

本発明の前記Ｊ３　にび別の目的は、本発明の原理によ
って達成される。本発明に係る２段液体リングポンプは
、軸方向に隣接し直列に連結された２つの段を右する液
体リング気体ポンプである。圧縮される気体は、第１段
におりる第２段からｎ］れる側の端部に位置する第１段
吸入口を経てのみポンプの第１段へ導入される。気体が
第１段を離れ第２段へ流入するための１り１−の吐出口
は、第１段に６３　’ｗノる第２８２に隣設り゛る側の
端部に位置する第１段吐出口である。残留気体流出［１
が第１段に（１３りる第２８２から離れる側の端βＩＳ
に設けられていて、第１段吐出１」を経て吐出されない
圧縮気体が前記残留気体流出口を経て導出され、ぞして
同じく第１段にｄ３　ＩＩ〕る第２段から離れる側の端
部にロータの回転方向において第１段吐出１」の後方で
且つ第１段吐出口の前方に位置して設けられた残留気体
流入口を経て第１段へ再−η人される。

〔作用ならびに効果〕

本発明の２段液体リングポンプは、さもな　。

ければポンプの第１段内においでポンプの第１段吸入口
の回りに８１）留されるであろう中間圧縮気体を導く導
通路が設けられている。殊に、この導通路は第１段の吸
入口側に位；ａして、気体をロータの回転方向において
第１段吐出口の後方で且つ第１段吸入ロメ１）η方の位
置から第１段吸入口の後方で且つ第１段吐出口の前方の
位置へ導く。この導通路がさもなければ第１段吸入口の
回りに湘留される気体を導出するので、滞留気体がポン
プの吸入容重を低下させることがなく、また前記気体を
圧縮するのに要するエネルギの少なくとも幾分かが保存
される。したがって、ポンプ８但はポンプの長さを直径
よりむしろ長くすることによって増大することが可能と
なり、しかｂこの場合、第１段の第２吐出口、この第２
吐出口からの気体を第１段の軸方向に沿って導く導管、
およびこの導管からの気体を第２段へ導入Ｊる手段の配
設を必要とすることがイ賃い。

（実施例） 本発明の一層の特徴、その木質および種々の利点は添付
図面ならびに以下述べる本発明の詳ｔｌｌｌな説明から
一居明らかになるであろう。

図に示すように、本発明の原理に基づいて構成される２
段液体ポンプ１０は、第１段冠部材１２．第１段吸入ロ
部材１４．第１段ハウジング部材１６（第１段吐出口部
材１８を含む）、第２段ハウジング部材２４（中聞段冠
部４４２０および第２段吸入口部材２２を含む）、第２
８２吐出口部材２６．ならびに第２段冠部月２８を含む
。Ｉ１ｇｈ３ｏは前記各部材中にポンプの対向する軸端
部にぞれぞれ隣接する軸受組立て３２および３４を介し
て回転自在に装架されている。第１段［］−タ４ｏは第
１段吸入口部材１４と第１段吐出口部材１８聞の第１段
ハウジング部材、１６内の４６３０上に固定的に装架さ
れる。、第２段ロータ４２は第２段吸入口部材２２と第
２段吐出ロ部材２６聞の軸３０上に固定的に装架される
。ロータ４０ならびに４２は（軸３ｏと共に）第２図に
矢印４４で示す方向へ回転する。

、吸入されるぺぎ気体はど３ｆ’ｉ５０を紅て第１段冠
部材１２へ流入し、そして吸入口部材１４における第１
段吸入口５２を経てポンプの第１段へ流入される。液体
リングポンプにおいては通例であるように、第１段ハウ
ジング１６はボンピング液体（通常は水）によって部分
的に満たされ旧、つロータ４０に対していくらか偏心さ
れている。ロータ４０が回転されると、ロータはボンピ
ング液体を引付けこの液体をハウジング１６内において
回転偏心リングに形成覆る。ポンプの吸入口５２を含む
側においては、前記リングの内面がロータの回転方向に
おいて軸３０から遠ざけられる。これによって気体がポ
ンプの曲間領域においてロータ４ｏの羽根の間のスペー
ス内へ引込まれる。ポンプの反対側（Ｖなわち、吐出口
５４を含む側）においては、液体リングの内面がロータ
の回転方向において軸３０方向へ収斂される。したがっ
て、ポンプのこの側においては、気体はロータ４０の羽
根の間で圧縮されそしてこの中間圧縮された気体が第１
段から吐出部材１８にｉＪ３１＝ノる第１段吐出口５４
を経て吐出される。

ポンプ１０の第１段は比較的長い（′ｒＪ’なわち、ロ
ータ４０の長さはその直径の少なくとも略１／２である
）ので、中間圧縮された気体の全部が吐出口５４を経て
導出されるとは限らない。殊に、中間圧縮された気体の
幾らかは第１段吸入「１部材１４の近傍に滞留される。

本発明によれば、この滞留気体が第１段吸入口５２へ還
流さ゛れるのを防止するために（この還流はポンプ内へ
吸引し得る気体の吊を減小する）、残留気体流出口６０
が、吸入口部月１４内にロータの回転方向において吐出
口５４の後方で且つ吸入口５２の前方に位置するよう設
けられ、これにより、前記中間圧縮気体のポンプ第１段
からのり出が許容される。流出［１６０は冠部材１２内
の賎留気体η通路６２に連通り“る。残留気体流出口６
・２は気体を流出口６０から残留気体流入［１６４へ導
（。この流入「」も流入口部材１４内に設けられるが、
しかしながらロータの回転方向において吸入口５２の後
方で且つ吐出口５４の前方に位置される。これによって
、導通路６２からの気体は、吸入［１５２からの新しい
気体の吸入を妨げることなく且つ少なくとも圧縮が一部
保持されている個所において第１段へ再−吸入される。

導通路６２はこの導通路を流れる気体を導管５０内の吸
入気体ならびに導通路６６内の通例のメイクアップボン
ピング流体流れの双方から分離する。導通路６２は冠？
１１材１２の表面内に溝状に形成され吸入口部材１４と
当接しないよう構成される。

導通路６２はポンプの周縁部に沿って延在され、この導
通路内を流れる気体を軸３０の一方の周囲ならびにメイ
クアップボンピング流体導通路６６の周囲に沿って導く
。

ｆｆ１Ｘ６０．６２および６１はポンプ１０の第１段を
（その直径に対して全程良く設定することを可能とする
が、このことは、前記要素を用いない限り、何等かの別
の手段、それは前述したように相対的に不利な手段であ
るがこのような手段を用いることなしには達成されない
。特に、要素６０，６２．および６４はロータ４０の長
さをその直径の１／２Ｊこり可成り長く構成Ｊ゛ること
を可能とする。

例えば、ロータ４０の良さはその直径の約０．５イΔか
ら約１．２（ｆｌあるいはぞれ以−りまぐに設定するこ
とができ、好適には直径の約Ｏ，Ｓイａから約１．０倍
の間に設定される。

このことは大きな直径のポンプを不必要どし、ずなわち
小さな直径のポンプの使用を可能どし、前述したような
付随される利点（例えば、軽６１．安価、高い運転効率
、および／もしくは速いモータ速度（したがってモータ
価格が低減される））をもたらす。またこのことは吸入
口部材１４内に吐出口５４のような別の吐出口を設ける
ことを不必要とするが、このＪ：うな吐出口は冠部材１
２の大きさならびに複雑性を増大Ｊ“ると共にこの付加
吐出［１から導出される導管を付加することを必要とす
るものであり、なおこの付加導管は第１段ハウジング１
６を軸方向へ伸長してこの導管内を流れる気体をポンプ
の第２段へ導入できる部分まで延在されるｂのである。

代案のものと比較して、本発明の構成は簡単で更にコン
パクトであると共に更に経詩的である。

さてポンプ１０の説明を続けると、吐出口５４からの中
１１０圧縮気体は中間段通路７０を通過しぞして吸入口
部材２２における第２段吸入ロア２を経てポンプの第２
段へ流入する。

第２段は第１段と略同様に作動し気体を更に圧縮してこ
の十分に圧縮された気体を吐出口部４Ａ２６における第
２段吐出ロア４から吐出さＵ゛る。十分に圧縮された気
体は専管７６を経てポンプから導出される。所望に応じ
て、第２段吐出ロア４には部分的チェック弁装置（図示
しないが１つもしくはそれ以上のボールあるいはフラン
パバルブのような周知のもの）を設置す、ポンプの始動
に際しての第２段内にお【プる課−圧縮を防止するよう
構成することができる。また所望にＪ：つでは、ポンプ
１０の製造に必要とされる異なる部品の数を減小するた
めに、冠部材２８は冠部材１２と同一とＪることができ
る。導通路６２に対応Ｊる＋：４　造部°分が冠部４（
２８内に現われるが、このＦＪＩ分は用いられない。中
間段の気体河洩を防止するｌζめに、軸３０の中間段部
分は第１段ｔ１出口部！Ａ１８と第２段吸入口部材２２
どの聞に軸方向に延在する環状カラー９０で囲１ｉ　す
ることができる。軸３０とカラー９０どの間の環状隙間
は、好ましくは第２段液体リング高圧部分から引出され
略示した導管９２にＪＳつで環状隙１ｎ内に供給される
高圧ボンピング液体で充１６”＜　’ｉＭ　Ｉ！：るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に基づいて構成された２段液体リ
ングポンプをその一部を第２図の１−１線に沿う断面で
示した立面図、第２図は第１図の２−２線断面図、第３
図は第２図の３−３線断面図である。 １０・・・２段液体リングポンプ １２・・・第１ｍ２部材　　１４・・・第１段吸入口部
材１Ｇ・・・第１段ハウジング部材 １８・・・第１段吐出り部材 ２０・・・中間段冠部材　　２２・・・第２段吸入部材
２４・・・第２段ハウジング部材 ２Ｇ・・・第２段吐出口部材 ２８・・・第２ｍｍ部月　　３０・・・軸３２）３４・
・・軸受組立て　４０・・・第１段ロータ４２・・・第
２段ロータ　　４４・・・矢印５０・・・３１９管　　
　　　　５２・・・第１段吸入口５４・・・第１段吐出
口　　６０・・・残留気体流出口６２・・・残留気体流
出口　６４・・・残留気体流入口６Ｇ・・・導通路　　
　　　７０・・・中間段通路７２・・・第２段吸入口　
　７４・・・第２段吐出ロアロ・・・導管　　　　　　
　９０・・・環状力°ラー９２・・・導管

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１段における第２段から離れる側の端部に位置
   する吸入口であってこの吸入口が気体をポンプに流入で
   きる唯一の手段である第１段気体吸入開口と； 第１段における第２段に隣接する側の端部 に位置する吐出口であってこの吐出口が気体を第１段か
   ら第２段へ流動し得る唯一の手段である第１段気体吐出
   開口と； 第１段における第２段から離れる側の端部 に位置し第１段吐出口を経て吐出されなかった圧縮気体
   が第１段から導出されるようにする残留気体流出開口と
   ； 第１段における第２段から離れる側の端部 に位置し供給される気体を第１段へ導入する流入口であ
   ってこの流入口はロータの回転方向において第１段吸入
   口の後方で且つ第１段吐出口の前方に位置する残留気体
   流入開口と；気体を残留気体流出口から残留気体流入口 へ導く手段とを含む２段液体リングポンプ。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のポンプにおいて、残
   留気体流出口はロータの回転方向において第１段吐出口
   の後方で且つ第１段吸入口の前方に位置する２段液体リ
   ングポンプ。
3. （３）特許請求の範囲１項記載のポンプにおいて、 第２段における第１段に隣設する側の端部 に位置する第２段気体吸入開口と； 第２段における第１段から離れる側の端部 に位置する第２段気体吐出開口と； 気体を第１段吐出口から第２段吸入口へ導 く手段とをさらに含む２段液体リングポンプ。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載のポンプにおいて、第
   １段ロータの長さは第１段ロータの直径の少なくとも約
   ０．５倍である２段液体リングポンプ。
5. （５）特許請求の範囲１項記載のポンプにおいて、第１
   段ロータの長さは第１段ロータの直径の約０．５から約
   １．２倍の範囲である２段液体リングポンプ。
6. （６）特許請求の範囲第１項記載のポンプにおいて、第
   １段ロータの長さは第１段ロータの直　径の約０．５か
   ら約１．０倍の範囲である２段液体リングポンプ。