JP6069530B2 - ねじスピンドル式ポンプ - Google Patents

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Description

本発明は請求項1に規定の上位概念の特徴によるねじスピンドル式ポンプに関する。さらに、本発明は請求項12に規定の上位概念の特徴によるねじスピンドル式ポンプの運転方法に関する。
ねじスピンドル式ポンプは、回転する排水体の形がスピンドルねじの形に似ている所謂排水ポンプである。ねじスピンドル式ポンプは、2つ以上の反転式ロータおよびそれらのロータを囲んでいる1つのポンプハウジングからなる。ロータは規則的なねじ形状の溝を備えており、歯車のように互いに噛み合う。該ロータはねじスピンドルとも称され、少なくとも1つの軸部とねじ形状または螺旋状の溝を有する溝付き部を備えている。ポンプハウジング、第1のねじスピンドルおよび少なくとも第2のねじスピンドルの3つの構成部分により形成されている空洞は、搬送媒体の搬送空間となる。ねじスピンドルが回転すると、搬送空間は機械方向に移動し、媒体をポンプハウジング内で吸込み側(=流入経路)から押出し側(=排出経路)に搬送する。
このようなポンプ形式は、特に、圧縮できず、粘性が高い媒体と、高い圧力を作り出すこととに適している。ねじスピンドル式ポンプは、単相の液体の搬送にも多相の液体の搬送にも使用される。3軸型のねじスピンドル式ポンプは、主として研磨材を含まない潤滑液体をポンプでくむために用いられる。3軸型のねじスピンドル式ポンプは、特に、160barまでの高い圧力を作り出すことができることを特徴とする。
3軸型のねじスピンドル式ポンプの場合、通常、3つの軸は、中心にある駆動軸(主回転子とも称される)が2つの横に噛み合う副回転子軸を駆動するように配置されている。駆動軸自体は、電気モーターとしても内燃機関としても実現できる駆動モーターに接続されている。駆動モーターで発生させたトルクは、駆動軸から軸の溝を介して駆動される軸に伝達される。互いに噛み合う軸の溝は、密閉された搬送室を作り、該搬送室の中に搬送媒体は閉じ込められ軸方向に吸込み側から押出し側に輸送される。
主回転子に掛かる負荷を減らすために、副回転子は主回転子の回転軸に対して180°の角でポンプハウジング内に配置されており、主回転子に掛かる半径方向の力はこれにより均衡が保たれる。ポンプでくみ出された搬送媒体が加圧されて移動しながら回転子とポンプハウジングとの間の狭い空隙に押し込まれて輸送膜を作ることにより副回転子は水圧で支持され、該輸送膜はさらに軸が引っ掛かることを防ぐ。すべての3つの軸が格納されているポンプの部分をハウジングと称する。ハウジングに接して、搬送室がそれぞれのポンプ軸の外径を埋める。
本発明の課題は、ポンプ内を輸送される媒体の流れを、特に排出経路の領域において最適化することである。さらに、輸送を妨げて流れ損失を起こす渦の発生はこの領域において抑制されなければならない。
上記課題は、請求項1および12に記載の特徴を含むねじスピンドル式ポンプおよびねじスピンドル式ポンプの運転方法により解決される。さらなる有利な形態は従属請求項において説明される。
本発明は、液状媒体、特に圧縮できない媒体、または加えて粘性が高い媒体の搬送のためのねじスピンドル式ポンプに関する。少なくとも1つの流入経路および少なくとも1つの排出経路を備えたポンプハウジングの中には、第1の駆動軸および少なくとも1つの第2の駆動される軸が配置されている。上記少なくとも1つの流入経路は、例えば、第1長手軸を有する第1の孔として形成されている。上記少なくとも1つの排出経路は、例えば、第2長手軸を有する第2の孔として形成されている。駆動軸は、第3長手軸を含み、少なくとも部分的に軸受けにてポンプハウジング内に回転可能に支持されている軸部と、ねじ形状または螺旋状の溝付き部とからなる。駆動軸の外側の開放端に駆動モーターが割り当てられている。さらに、ポンプハウジングの中に少なくとも1つの第2の駆動される軸が配置されている。ねじスピンドル式ポンプは、好ましくは、1つの駆動軸および2つの駆動される副回転子軸を含む3軸型のねじスピンドル式ポンプである。上記少なくとも2つの軸は、それぞれ、流入経路と排出経路との間に、ねじ形状または螺旋状の溝を有する1つの溝付き部を含み、上記少なくとも2つの軸の溝付き部は少なくとも部分的に互いに噛み合っている。これにより流入経路と排出経路との間の領域に液状媒体のためのいわゆる搬送経路が形成される。特に、ポンプハウジングと、互いに噛み合っている軸の溝付き部とは、その中で媒体が流入経路と排出経路との間で、軸の長手軸と平行する搬送方向に搬送される搬送室を形成する。
本発明によれば、流出経路の第2長手軸は搬送経路と鈍角、すなわち、90°より大きい角を成して配置されている。言い換えれば、搬送経路と排出経路の第2長手軸とは90°より大きい角を成す。選択された、ポンプハウジング内の搬送経路に対する流入経路および排出経路の配置に基づき、液状媒体は、第1の流れ方向にて、流入経路を通ってポンプハウジングに流れ込み、ここで、流入経路の第1長手軸は搬送経路と略垂直に配置されている。該液状媒体は、流入経路の後ろに続く領域にて方向が変更され、搬送室内の搬送経路に沿った搬送方向に搬送される。その後、媒体は再度方向が変更され、第2の流れ方向にて排出経路を通ってポンプハウジングから出る。搬送経路と排出経路とで挟まれている角は鈍角である。すなわち、搬送経路と排出経路とが成す角は90°より大きい。よって、搬送経路の、排出経路を超えて延びる仮想の延長線と排出経路とが成す対角は鋭角である。搬送媒体は仮想の延長線から見て鋭角に方向が変更され排出経路へ流される。すなわち、搬送媒体は搬送方向から見て排出経路に90°より小さい角度だけ進路が変更される。搬送経路に対する排出経路の斜めの配置と、それによりもたらされる、排出経路の領域における、媒体の流れ方向のより小さい方向の変更とにより、この領域における従来技術に対して有利な媒体の流れが達成される。これにより特に排出経路内の渦の発生を顕著に抑制することができる。
さらなる一実施形態によれば、上記駆動軸は少なくとも部分的に円錐として形成されている。上記駆動軸は、特に、凹状に丸みを帯びた円錐として形成されている。好ましくは、組み立てられたポンプにおいて排出経路の領域に配置されている領域は部分的に円錐形に形成されている部分、特に、凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分として形成されている。上記駆動軸は溝付き部と、部分的にポンプハウジングの軸受けにおいて支持されている軸部とを含む。円錐形に形成されている部分は軸部の一部分であり、溝付き部に直接隣接する。円錐形に形成されている部分の断面積、特に、凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分の断面積は、好ましくは、溝付き部の方向に向かって減少しているかまたは先に行くほど細くなっている。
搬送される媒体は、凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている駆動軸の部分を経由して、有利に排出経路の配置により決められている第2の流れ方向に送られる。第2の流れ方向は、搬送経路と90°ではない角、特に鈍角、すなわち90°より大きい角を成す。
駆動軸と異なり、上記少なくとも1つの駆動される副回転子軸は、完全にポンプハウジングの中に配置され、回転可能に支持されている。
上記ねじスピンドル式ポンプは、好ましくは、第1の駆動軸および2つの副回転子軸を備えた3軸型のねじスピンドル式ポンプであって、3つの軸の長手軸は平行に1つの面内に配置されている。特に、駆動軸の長手軸は2つの副回転子軸の長手軸の間の中央に位置するように配置されている。
本発明はさらに、液状媒体の搬送のためのねじスピンドル式ポンプの運転方法に関し、本発明の運転方法では、液状媒体は少なくとも1つの流入経路を通って、第1の流れ方向にてポンプハウジングに導入される。第1の流れ方向は、ポンプハウジングの中の媒体の搬送方向に対して略垂直である。媒体は、少なくとも1つの流入経路の後ろに続く領域において略90°で方向が変更されて、軸の長手軸に沿って搬送方向にポンプハウジングを通って輸送される。搬送経路の終端にて媒体は、搬送方向から排出方向に向かって排出経路の中に方向が変更される。排出経路の配置によりもたらされる搬送方向からそれる角は90°より小さい。すなわち、媒体は90°より小さい角度だけ搬送方向から進路を変える。その後、媒体は第2流れ方向にて上記少なくとも1つの排出経路を通ってポンプハウジングから出る。従って、上記媒体は少なくとも1つの排出経路の前に設けられている領域において、従来の公知のポンプほど、大きく方向が変更されない。これにより、上記少なくとも1つの排出経路の領域における渦の発生が抑制されるか、または完全に防がれる。好ましくは、有利な液状媒体の方向の変更は上述したねじスピンドル式ポンプの中で行われる。
本発明による解決は、特に、ポンプハウジングの中の排出経路の形状および位置の変更と、排出経路の領域にある駆動軸の軸シャフトの形状の変更とに基づく。これにより渦発生およびそれにより引き起こされる乱流が有利に最小化され、それゆえ、ねじスピンドル式ポンプの水力効率の向上が達成される。ポンプハウジングの変更は、特に、排出経路を駆動軸に対して軸方向および半径方向に傾けることを意図する。
駆動軸はさらに少なくとも部分的に溝付き部の方向に凹状で先に行くほど細くなる円錐を含み、該円錐は、搬送される媒体の流れを横に斜めの排出経路にそらせる。ポンプハウジングに斜めに備えられている排出経路と、駆動ロータにおける、流れを誘導する好ましくは凹状に丸みを帯びた円錐とにより、流動抵抗が特に粘性が高い流体の場合に有利に減らされ、この流動抵抗の減少はポンプの効率に好ましい影響を与える。ねじスピンドル式ポンプの排出経路における、最適化された流れ誘導により達成された有利な効果は、コンピュータを使った動的な流体シミュレーションにより証明することができる。
ポンプハウジングおよび駆動軸における構成上の変更は容易、且つ、低コストで実現できるため、簡単な手段と低いコストにより、本発明のねじスピンドル式ポンプの全体の効率は従来技術に比べて大幅に高められ得る。
以下に、実施例により、本発明およびその有利な点を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。いくつかの形状は単純化されており、他の形状はより分かりやすい説明のために他の部材に比べて拡大して示されているため、図面における各部材間の大きさの比率は常に実際の大きさの比率に一致するとは限らない。
図1は本発明のねじスピンドル式ポンプを示す。 図2は本発明による変更を加えた駆動軸を示す。 図3はそれぞれねじスピンドル式ポンプの排出領域の断面を示す。 図4はポンプハウジング内における様々な長手軸の配置を模式的示す。 図5はねじスピンドル式ポンプの一部分のさらなる図を示す。
本発明の同一または同一の機能を有する部材には同一の参照記号が使用される。さらに、明瞭さの観点から、各図面においてはそれぞれの図面の説明に必要な参照記号のみが示されている。示されている実施形態は、どのように本発明の装置または本発明の方法が構成されるかを例示するにとどまり、最終的な限定を示すものではない。
図1Aおよび図1Bは、ポンプハウジング2を含む本発明のねじスピンドル式ポンプ1を示す。該ポンプハウジング2の中には、駆動軸5、第1副回転子軸6および第2副回転子軸6(ほとんど見えていない、図5参照)が配置されている。特に、第2副回転子軸6は、駆動軸5の回転軸Dを中心として、第1副回転子軸6に対して180°の角でポンプハウジング2の中に配置されている。すなわち、3つの軸5、6、6の長手軸または回転軸は1つの面内にある。搬送される媒体は、流れ方向SR1にて流入経路7を通って第1長手軸L1に沿ってポンプハウジング2に流入する。流入領域8において搬送される媒体は方向が変更され、その後駆動軸5の回転軸Dまたは長手軸L3と平行して搬送方向FRにポンプハウジング2を通って輸送される。本実施例では、回転軸Dは駆動軸5の長手軸L3と一致する。続いて媒体は排出経路9を通って第2長手軸L2に沿ってポンプハウジング2から出る。これにより、搬送される媒体は軸方向に吸込み側から押出し側に輸送される。
駆動軸5は螺旋の全長において、すなわち、螺旋の溝付き部Pのすべて(図2参照)においてポンプハウジング2の中で水力により支持されている。ポンプハウジング2は駆動軸5のシャフトシール20およびボールベアリング26のための収容ハウジング22を含み、該駆動軸5のシャフト部Aが開口部15を通って部分的にポンプハウジング2から出ている。収容ハウジング22には、駆動軸5に接してシール部材21が、シャフト出口開口部15の領域においてポンプハウジング22を密閉するためにシャフトシール20として配置されている。溝付き部Pと隣接するシャフト部Aにおいて駆動軸5は、再度、ボールベアリングにて低い圧力の領域にて機械的に支持されている。シャフトシール20は、特に、駆動軸5がポンプハウジングに関して回転することを可能にするシール部材21、例えば、メカニカルシール、ラジアルシャフトシールまたはグランドパッキングを用いて行われる。さらなるシールシステムが駆動軸5のシャフト軸のシャフト部Aに、拡大された直径(図2参照)を有してラビリンスシール28として組み込まれている。このさらなるシールシステムは、高圧側から低圧側に掛かる圧力を弱めることができる。その際に発生する透き間流れは、ポンプハウジング2における駆動軸5が動かなくなることを防ぎ、同時にボールベアリング26を潤滑する。さらに、水圧に作用するバランスピストン28としてデザインされ拡幅された、駆動軸5のシャフト軸のシャフト部Aは、ねじ溝に作用する力が概してバランスピストンに作用する力との間で水圧の均衡を保たせることにより軸方向の耐圧を低くする。
低圧側に流れ出る連続的な漏出流れは、シャフトシール20のシール部材21、例えばメカニカルシールの熱交換および潤滑の役目を負う。漏出流れは管を通って吸込み側に搬送され、これによって、シール空間において圧力が徐々に上昇することを防ぐ。
ポンプハウジング2、駆動軸5および副回転子軸6、6により形成されている空洞は、搬送される媒体のための搬送空間を形成する。ねじスピンドル5、6、6が回転するとき、搬送空間は搬送方向FRに移動し、これに伴い、媒体を吸込み側(=流入経路)から押出し側(=流出経路)に搬送する。
搬送される媒体は、流入経路7を通って軸5、6、6の長手軸に略垂直にポンプハウジング2に流入し、流入領域8において方向が変更される。続いて、搬送される媒体はねじスピンドル5、6、6、の運動によりポンプハウジング2内に形成されている搬送空間の中を駆動モーターMの方向に動かされる。このとき、搬送方向FRは、駆動軸5の長手軸L3に略平行である。その後、搬送される媒体は再度方向が変更され、排出経路9を通って流れ出ることによりポンプハウジング2から出る。媒体がポンプハウジング2内を進む経路は搬送経路FSと称される。
好ましくは、排出経路9の長手軸L2はポンプハウジング2の中で駆動軸5の長手軸L3に対して90°ではない角を成して配置されている。特に、排出経路9は、駆動軸5の溝付き部Pと排出経路9の長手軸2との間に鈍角が形成されるように斜めに形成されている。媒体は排出経路9を通って第2の流れ方向SR2にてポンプハウジング2から出る。この第2の流れ方向SR2または排出経路9の第2長手方向L2は、搬送経路FSと鈍角を成す。流入経路7の長手軸L1が好ましくは駆動軸5の長手軸L3に対して垂直に配置されているため、流入経路7の第1長手軸L1と排出経路9の第2長手軸L2とは共有の面内において一定の角度を成して配置されていることとなる。代替的に、流入経路7の第1長手軸L1と駆動軸5の第3長手軸L3とが第1の面を規定し、流入経路9の第2長手軸L2が当該面内に配置されていなくてもよい。この代替的な実施形態では、特に、排出経路9の第2長手軸L2は流入経路の第1長手軸L1と異なる面に、一定の角度を成して配置されている。これに対して、従来のポンプの場合、流入経路7の領域における搬送される媒体の流れ方向は、通常、排出経路9の領域における搬送される媒体の流れ方向と略平行であるか、または、排出経路の領域における搬送される媒体の流れ方向は、ポンプハウジング内の駆動軸の長手軸に沿った搬送方向FRに対して略垂直である。
図2Aおよび図2Bは本発明による変更を加えた駆動軸5を示す。該駆動軸5は、形成されたねじ形状の溝または螺旋状の溝を備えた溝付き部Pからなり、副回転子軸6、6(図1Aおよび図1B参照)の溝付き部と、搬送される媒体のための搬送室を形成する。さらに、駆動軸5は軸部Sを含む。軸部Sは支持部Aを含むシャフト部Aを含む。完成品として組み立てられたねじスピンドル式ポンプ1において、支持部Aは、ポンプハウジング2の一部分であってシャフト出口開口部15として形成されている収容ハウジング22のボールベアリング26の中に回転可能に支持されている(図1Aおよび図1B参照)。シャフト部Aと溝付き部Pとの間に円錐形に形成されている部分Kが配置されている。部分Kは、組み立てられたねじスピンドル式ポンプ1において、ポンプハウジング2の中の排出経路9の領域にある。円錐形に形成されている部分Kの直径は、ポンプハウジング2内で、媒体の搬送方向FRと逆の方向に向かって、先に行くほど細くなっている。特に円錐形に形成されている部分Kは、凹状に丸みを帯びた円錐として形成されている。駆動軸5においてさらに円錐形に形成されている部分Kは、搬送される媒体の回転を発生させ、搬送される媒体のステータにおいてまたは排出経路9の中へのより優れた流入をもたらす(図1Aおよび図1B参照)。
排出経路9の構成上異なるように選ばれた形状または位置、特に、排出経路9の傾いた配置のため、搬送される媒体の、搬送方向FRと第2の流れ方向SR2との間での方向の変更が排出経路9の領域においてそれほど大きくない。これは凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分Kと組合せて、排出経路9の領域において搬送される媒体の有利な流れをもたらす。特に渦の発生が抑制され、よって、流れは乱れにくくなる。これにより、ねじスピンドル式ポンプ1の水力効率の向上が達成される。
凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分Kは、さらに、軸受ブッシュを含めて副回転子軸6、6(図1Aおよび図1B参照)が軸に沿っている移動することを防ぐという追加的な機能も果たす。
図2は、駆動軸5の詳細な部分を示す。特に、凹状に形成されている部分Kは、溝付き部Pの方向に少なくとも一部分において凹状に先に行くほど細くなっている(参照記号kV参照)。これにより、搬送される媒体の流れを横に斜めの排出経路9へ有利に方向を変えることができる(図1および図3参照)。
図3Aおよび図3Bはそれぞれねじスピンドル式ポンプ1、1の排出領域の断面を示す。図4Aおよび図4Bは、流入経路7の第1長手軸L1と、排出経路9、9の第2長手軸L2、L2と、駆動軸5の第3長手軸L3とのポンプハウジング内の配置を模式的示す。流入経路7の長手軸L1は、従来技術によるねじスピンドル式ポンプ1の場合でも、本発明のねじスピンドル式ポンプ1の場合でも、駆動軸5の第3長手軸L3に対して垂直に配置されている。図3Aおよび図4Aは、特に、排出経路9が駆動軸5の長手軸L3に対して垂直(図1参照)に配置され、よって搬送される媒体の搬送方向FRから第2の流れ方向SR2への方向の変更がおよそ90°である(図1Aおよび図1B参照)、従来技術によるねじスピンドル式ポンプ1を示す。示されているねじスピンドル式ポンプ1の実施形態による従来技術の場合、第1の流入方向SR1と第2の流出方向SR1とは互いに平行で方向が正反対であるように配置されている。従来のねじスピンドル式ポンプ1の場合、流入経路7の長手軸L1および駆動軸5の第3長手軸L3は1つの面を形成する。流出経路9の第2長手軸L2も同様にこの面内にある。すなわち、流入経路7の第1長手軸L1および排出経路9の第2長手軸L2は互いに平行に配置されている。示されていないさらなる一実施形態によれば、流入経路7の第1長手軸L1および排出経路9の第2長手軸L2はそれぞれ、従来技術の場合、駆動軸5の第3長手軸L3に対して垂直に配置されていてもよいが、平行には配置されない。すなわち、両方の長手軸L1、L2は互いに傾いており、特に、交差しない。この場合にも、搬送される媒体は搬送方向FRから第2の流れ方向SR2(図1Aおよび図1B参照)におよそ90°だけ進路が変更される。コンピュータを使った動的な流体シミュレーションは排出経路9を通って流れ方向SR2に流出する媒体の強い渦の発生を示す。
これに対して、本発明のねじスピンドル式ポンプ1の場合、図3Bおよび図4Bによれば、排出経路9は、ポンプハウジング2の中で駆動軸5の長手軸L3に平行な搬送経路FSに対して鈍角αで配置されている。これにより、搬送される媒体は排出経路9の領域において角βだけ第2の流れ方向SR2に進路が変えられる。ここで、βは90°より小さい。搬送される媒体は特に角β=180°−αだけ方向がそれる。従って、流入経路7の長手軸L1および駆動軸5の長手軸L3はいつも90°ではない角で相互に配置されており、長手軸L1およびL3の交差点は、通常、ポンプハウジングの外にある。コンピュータを使った動的な流体シミュレーションは、排出経路9を通って流れ方向SR2に流出する媒体の渦の発生が強く抑制されていることを示す。
異なる配置の排出経路9を用いてポンプハウジングの構成の変更すること、および追加の円錐K、特に、駆動軸5における円錐Kが凹状に先に行くほど細くなっていることkVは、簡単な技術的手段により著しくコストをかけずに達成することができる。搬送される媒体の向上された流れ挙動のため、この低コストの変更により、ねじスピンドル式ポンプ1の全体の効率を顕著に高めることができる。
図5はねじスピンドル式ポンプ1の一部分のさらなる図面を示す。図5は、特に、排出経路9を備えた排出領域を含むねじスピンドル式ポンプ1の、軸5、6、6を含む部分を示す。駆動部5および駆動される副回転子軸6、6をより明白に示すために、流入経路8および流入経路7を含む、ポンプハウジング2の一部分は示されていない。参照記号の説明に関して、特に図1が参照される。さらに、図5には、液状媒体の輸送のための搬送室が参照記号Fにより示されている。該搬送室はスピンドル5、6、6の互いに噛み合う溝付き部により形成されている。
本発明は好ましい一実施形態に基づいて説明された。しかし、以下の請求項の保護範囲から離れずに本発明の変形または変更が可能であることは当業者が想像しうる。
1 ねじスピンドル式ポンプ
ねじスピンドル式ポンプ(従来技術)
2 ポンプハウジング
5 駆動軸
6、6 駆動される副回転子軸
7 流入経路
8 流入領域
9 排出経路
15 開口部
20 シャフトシール
21 シール部材
22 収容ハウジング
26 ボールベアリング
28 ラビリンスシール

A、A シャフト部
D 回転軸
F 搬送室
FR 搬送方向
FS 搬送経路
K 円錐形に形成されている部分
kV 凹状に先に行くほど細くなっている部分
L1、L2、L3 長手軸
M 駆動モーター
P 溝付き部
S 軸部
SR1、SR2、 流れ方向
SR1、SR2 流れ方向(従来技術)
α 角
β 角(αの対角)

Claims (11)

  1. 第1長手軸(L1)を有する少なくとも1つの流入経路(7)と、第2長手軸(L2)を有する少なくとも1つの排出経路(9)とを備えたポンプハウジング(2)を含む、液状媒体の搬送のためのねじスピンドル式ポンプ(1)であって、ポンプハウジング(2)の中には少なくとも一領域において第3長手軸(L3)を有する第1の駆動軸(5)と少なくとも1つの駆動される第2の軸(6、6)が配置されており、軸(5、6、6)は少なくとも1つの流入経路(7)と少なくとも1つの排出経路(9)との間にそれぞれ1つの溝付き部(P)を含み、該少なくとも2つの軸(5、6、6)の溝付き部(P)は少なくとも部分的に互いに噛み合っており、ポンプハウジング(2)と少なくとも1つの流入経路(7)と少なくとも1つの排出経路(9)との間に駆動軸(5)の長手軸(L3)に平行して搬送室(F)を含む液状媒体の搬送経路(FS)を形成し、
    少なくとも1つの排出経路(9)の第2長手軸(L2)は搬送経路(FS)と鈍角(α)を成してポンプハウジング(2)の中に配置されており、
    駆動軸(5)は少なくとも部分的に円錐形に形成されている部分(K)として形成されていることを特徴とするねじスピンドル式ポンプ(1)。
  2. 駆動軸(5)は少なくとも部分的に凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分(K、kV)として形成されている、請求項1に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  3. 駆動軸(5)は排出経路(9)と隣接する部分において少なくとも一領域が凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分(K、kV)として形成されている、請求項2に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  4. 駆動軸(5)は溝付き部(P)および軸部(S)を含み、ここで、凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分(K、kV)は軸部(S)の一部分であり、上記凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分(K、kV)は溝付き部(P)と隣接している、請求項3に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  5. 上記凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分(K、kV)は溝付き部(P)の方向に先に行くほど細くなっている、請求項2ないし4のいずれか1項に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  6. 搬送される媒体は、上記凹状に丸みを帯びた円錐形に形成されている部分(K、kV)を通って第2の流れ方向(SR2)に誘導可能となっており、第2の流れ方向(SR2)は搬送経路(FS)と90°ではない角(α)を成す、請求項2ないし5のいずれか1項に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  7. 第2の流れ方向(SR2)は搬送経路(FS)と90°より大きい角(α)を成す、請求項6に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  8. ねじスピンドル式ポンプ(1)の少なくとも1つの排出経路(9)の領域において、搬送される媒体の渦の発生が抑制されている、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  9. 少なくとも1つの第2の駆動される軸(6、6)は完全にポンプハウジング(2)の中に配置されている、請求項1ないし8のいずれか1項に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  10. ねじスピンドル式ポンプ(1)は、3軸型であって、第1の駆動軸(5)および2つの副回転子軸(6、6)を含み、該3つの軸の長手軸は平行に1つの面内に配置されており、駆動軸(5)の長手軸(L1)は副回転子軸(6、6)の長手軸の間の中央に位置するように配置されている、請求項1ないし9のいずれか1項に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)。
  11. 液状媒体の搬送のためのねじスピンドル式ポンプ(1)の運転方法であって、搬送される媒体は第1の流れ方向(SR1)にて少なくとも1つの流入経路(7)を通ってポンプハウジング(2)に導入され、第1の流れ方向(SR1)はポンプハウジング(2)の中の媒体の搬送方向(FR)に対して略垂直に伸びており、媒体は少なくとも1つの流入経路(7)の後ろに続く領域(8)において略90°で方向が変更されて軸(5)の長手軸(L3)と平行して搬送方向(FR)にポンプハウジング(2)を通って輸送され、その後媒体は再度方向が変更されて第2の流れ方向(SR2)にて少なくとも1つの排出経路(9)を通ってポンプハウジング(2)から出ており、
    上記媒体は少なくとも1つの排出経路(9)の前に設けられている領域において、90°より小さい角度で搬送方向(FR)から進路を変え
    上記液状媒体の有利な方向の変更は請求項1ないし10のいずれか1項に記載のねじスピンドル式ポンプ(1)の中で行われることを特徴とする、運転方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012132850A1 (ja) 2011-03-28 2012-10-04 Ntn株式会社 回転駆動装置およびそれを用いた遠心式ポンプ装置
US10052420B2 (en) 2013-04-30 2018-08-21 Tc1 Llc Heart beat identification and pump speed synchronization
US9623161B2 (en) 2014-08-26 2017-04-18 Tc1 Llc Blood pump and method of suction detection
EP3256183A4 (en) 2015-02-11 2018-09-19 Tc1 Llc Heart beat identification and pump speed synchronization
US10166318B2 (en) 2015-02-12 2019-01-01 Tc1 Llc System and method for controlling the position of a levitated rotor
US10371152B2 (en) 2015-02-12 2019-08-06 Tc1 Llc Alternating pump gaps
US10245361B2 (en) 2015-02-13 2019-04-02 Tc1 Llc Impeller suspension mechanism for heart pump
US10117983B2 (en) 2015-11-16 2018-11-06 Tc1 Llc Pressure/flow characteristic modification of a centrifugal pump in a ventricular assist device
CN106194719A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 黄山艾肯机械制造有限公司 一种低粘度高压力的螺杆泵
CN106122000A (zh) * 2016-08-26 2016-11-16 黄山艾肯机械制造有限公司 一种液压平衡的螺杆泵组件
DE102018130472A1 (de) * 2018-11-30 2020-06-04 Nidec Gpm Gmbh Schraubenspindelpumpe
DE102019118094A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Nidec Gpm Gmbh Temperierungsvorrichtung für ein Batteriespeichermodul
DE102019118086A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Nidec Gpm Gmbh Integrierte Schraubenspindel-Kühlmittelpumpe
EP3816446A1 (fr) * 2019-10-31 2021-05-05 Illinois Tool Works Inc. Circuit de refroidissement d'un vehicule automobile
IT202000021280A1 (it) * 2020-09-09 2022-03-09 Metelli S P A Pompa a più viti per circuiti di raffreddamento

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1751703A (en) * 1927-11-03 1930-03-25 Daniel D Long Pump
DE1217542B (de) * 1959-06-04 1966-05-26 Svenska Rotor Maskiner Ab Einrichtung zum Regeln einer Schraubenrotormaschine
JPS5614887A (en) * 1979-07-18 1981-02-13 Anretsuto:Kk Screw pump
JPS57119188A (en) * 1981-01-17 1982-07-24 Kawasaki Heavy Ind Ltd Vertical screw pump
JPS6117191U (ja) * 1984-07-04 1986-01-31 株式会社神戸製鋼所 スクリユ圧縮機
JP2537712B2 (ja) * 1991-07-10 1996-09-25 株式会社荏原製作所 スクリュ―形真空ポンプ
US6050797A (en) * 1998-05-18 2000-04-18 Carrier Corporation Screw compressor with balanced thrust
US6638043B1 (en) * 2002-06-28 2003-10-28 Carrier Corporation Diffuser for high-speed screw compressor
JP2008297944A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd スクリュー圧縮機
JP5353521B2 (ja) * 2009-07-22 2013-11-27 株式会社豊田自動織機 スクリューロータ
CN201574926U (zh) * 2009-11-30 2010-09-08 天津泵业机械集团有限公司 经济型三螺杆泵
US20110158841A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Sunny King Machinery Co., Ltd. Screw Pump with Anti-Turbulent Structure
KR101580783B1 (ko) 2014-09-17 2015-12-30 주식회사 일성 진공강자흡식펌프

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