JPH05195992A - ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 危険なガスや蒸気が存在する条件下でも使用
できるように、摩擦による熱の発生を抑えた遠心ポンプ
装置を提供する。 【構成】 遠心ポンプ装置１２は、駆動軸１４と、この
駆動軸１４を駆動するエンジン（モータ手段）１８と、
ハウジング２８とを有している。ハウジング２８は、駆
動軸１４を囲繞している。ハウジング２８と駆動軸１４
との間には開口２６，２６’が形成されている。遠心ポ
ンプ１２は、ハウジング２８内において駆動軸１４に結
合されたインペラー３８を有する。インペラー３８のブ
レード３２は、ハウジング２８と隙間をもって配されて
おり、また、傾斜して設けられている。ハウジング２８
は、接線方向に延びる流出開口２３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、ハウジング
中の流入口と流出口との間で流体の流れを生ぜしめるよ
うに、そのハウジングに取付けられた回転可能な被動イ
ンペラーを有する遠心ポンプに関する。より詳細には、
本発明は、エンジンを駆動軸に結合するとともに、ハウ
ジング内に回転可能に配設されたインペラーを具えた遠
心ポンプを提供する。ハウジングの両側面と駆動軸との
間には対向する流体流入口が設けられており、そこか
ら、ハウジングに形成された流体流出口に向って流体が
送られる。さらに、離隔した場所で作動するビルジポン
プ(bilge pump)のようなポンプが設けられている。

【０００２】

【従来の技術】エリクソン等による米国特許第 4,688,9
87号公報は、既存の駆動軸に直接取付けられる分離型イ
ンペラーを具えた遠心ポンプを開示している。分離型イ
ンペラーのハブ部分の内側表面は、刻みが付けられてお
り、又は、セレーションが設けられており、駆動軸とハ
ブの２つの部分を一体に結合して、これらの部分が噛合
するようになっている。

【０００３】従来の遠心ポンプは、特に、エンジンケー
ス又は船舶の船体内で使用されるようになっている。そ
して、プロペラシャフトのような駆動軸にインペラーが
取付けられ、ポンプハウジングは、インペラーブレード
及び駆動軸を囲繞し且つこれらと離間する関係で装着さ
れている。インペラーは回転が自由であり、駆動軸とポ
ンプハウジングの間の環状流入開口を通じて蒸気や流体
を吸引し、ハウジングに形成された流出口を通じてこれ
らを送り出すようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、危険
なガスや煙霧(fumes )が存在する条件下で使用される、
エンジンと駆動軸を結合する自己吸排式(self priming)
の遠心ポンプ装置を提供することである。このポンプ
は、気体インペラーや液体インペラーがポンプハウジン
グに軸承されておらず、又は、直接取付けられないよう
に構成されている。このようにして、インペラーの回転
中に、インペラーとハウジングとの間の摩擦が原因とな
る熱は発生しない。この点において、インペラーがポン
プハウジングに直接担持されているポンプの場合と異な
る。

【０００５】また、本発明の目的は、エンジンと駆動軸
との間に結合され、従来の遠心ポンプでは不可欠であっ
た潤滑及びメンテナンスを必要としない遠心ポンプ装置
を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は、容器、すなわち、コ
ンテナーから流体を除去するための、近く又は遠くから
作動される改良された自己吸排式ポンプを提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によると、危険な
ガスや他の流体が存在する環境で使用される自己吸排式
遠心ポンプが提供される。

【０００８】この装置は、駆動軸と、前記駆動軸を駆動
するエンジン又はモータと、前部壁、後部壁並びに両側
壁、及び、前記動力源を囲繞し且つインペラーの両側か
ら等圧を生ぜしめる流体流入開口と具えたハウジングと
を有してなる。また、前記駆動軸の周囲で前記ハウジン
グを離間する非接触関係で固定するように装着する装着
手段が設けられている。両側で傾斜したインペラー手段
は、ハウジング内においてハウジングと離間する関係
で、モータと駆動軸とのカップリングを形成している。
傾斜は、ベーン（vane）の外側への流体の移動を促進す
る。従って、インペラー及びハウジングは、駆動軸の回
転に応じて危険な流体を排出するよう協働し、摩擦によ
る如何なる熱も実質的に生じることはない。

【０００９】本発明の一実施例によると、ハウジング
は、少なくとも前部壁部分、後部壁部分、及び、側壁部
分を有し、さらに、ハウジングの前部壁部分と後部壁部
分においてインペラー手段の両側で等圧を発生させる一
対の整列した流体流入開口を有する。流体流入開口の各
々は、駆動軸の前記第１断面より大きいサイズを有す
る。ハウジングは、流体流入開口と交差する線に沿って
分けられる少なくとも２つの部分を有する。また、その
部分を選択的に一体にする手段が設けられており、駆動
軸の長さ方向の一部分が流体流入開口の各々を通じて２
つの部分の間で囲繞されている。

【００１０】この実施例における駆動軸は、ハウジング
と離間して非接触関係で流体流入開口を通じて延びてお
り、等圧下でハウジングに流入する流体は、駆動軸の周
囲を通過し、インペラーブレードの傾斜インペラーに沿
って移動し、流体流出開口に送られる。

【００１１】好ましくは、ハウジングの側壁に排出開口
が形成されており、この排出開口は、側壁部分において
ハウジングの外側へ略々接線方向に延びるチャンネルを
形成するノズル手段を含んでいる。

【００１２】次に、他の実施例では、ハウジングは略々
円筒状のチャンバーを形成しており、インペラー手段の
ブレード手段はハウジングの前部壁と後部壁との間で側
壁部分の近傍まで実質的に外側に延びている。ハウジン
グの壁は、壁を越えて外側に延びる部分を有し、その壁
は、ハウジングが囲繞体の隣合う壁から離間するように
後部壁の前記外側に延びる部分から延びるスペーサ手段
を有する。

【００１３】傾斜型インペラーは、モータと駆動軸のカ
ップリングによってハウジング内に形成されている。イ
ンペラーは、モータと駆動軸のカップリングによって形
成されていてもよく、或いは、インペラーはモータ及び
駆動軸に結合するブレード手段の形状とすることができ
る。

【００１４】ポンプは、それ自体、容器又はコンテナー
から液体を移送するように使用され得る。或いは、ポン
プは、蒸気を除去するために、船舶のスクリューの駆動
軸と組合せて使用され得る。

【００１５】本発明の他の実施例によると、コンテナー
又は容器から水のような流体を除去するための、流体浸
漬(fulid immersible)自己吸排式排出ポンプが提供され
る。排出ポンプは、流体モータと、この流体モータと関
連しインペラーの両側で実質的に等圧を発生させる少な
くとも２つの対向流体流入開口を有してなる。駆動軸は
ハウジング内に設けられ、モータによって回転を受ける
ように結合されている。インペラー手段は駆動軸と関連
しており、ハウジング内を回転可能である。その結果、
流入開口を通じてハウジング内に流体が等圧で導入され
る。流体は傾斜表面に沿って通過し、その流体はインペ
ラーブレードによって流出開口を通じて排出されるよう
になっている。排出流体を遠くに移送するように、ホー
ス、すなわち、ノズルが流出開口と関連している。ま
た、流体ポンプのようなモータ作動手段が、離れた場
所、例えば、容器又はコンテナーの外側若しくは他の船
舶に設けられている。

【００１６】

【実施例】本発明のより完全な理解は、添付図面と関連
して、以下の説明及び好適実施例に対する特許請求の範
囲を参照して得られる。同じ符号は全図を通じて同じ部
材を示す。

【００１７】図面を参照すると、本発明の遠心ポンプ１
２は、船内機モーターボート１０の外壁中で、プロペラ
シャフト１４と関連して設けられているように示されて
いる。プロペラシャフト１４は、図１では、スクリュー
２０から船尾梁(transom) を介してモーター、すなわ
ち、エンジン１８に延びるように示されている。適切な
ベアリング、すなわち、スタッフィングボックス２２，
２２’が、駆動軸１４及びポンプ１２を回転可能に支持
するように取付けられている。遠心ポンプ１２は従来の
船内機モーターボート１０のプロペラシャフト用に使用
するように示されているが、ポンプ１２を他の用途にも
使用できることは言うまでもない。さらに、好適実施例
では唯一のポンプ１２が示されているが、一対の平行駆
動軸で駆動される一対のスクリューを具えた船舶のよう
な同様の用途において２以上のポンプが使用される場合
もある。

【００１８】図２及び図３に示されるように、ポンプ１
２は、まず、インペラー３８を有してなり、さらに、エ
ンジン１８の端部継手（エンドカプラー）１６Ａ及び駆
動軸１４の端部継手（エンドカプラー）３８とのカップ
リングを構成する歯付き部材３８Ａと、ハウジング２８
とを有してなる。ポンプハウジング２８は一体ものでも
分割タイプのものでもよい。このポンプ２８は、米国特
許第 4,688,987号に見られるように、上側部分及び下側
部分からなり、円形又は半円形をしており、前部壁及び
略々矩形の後部壁からなる。開口２６，２６’が、上側
部分の後部壁の上部コーナー及び下側部分の後部壁の下
側コーナーに設けられている。なお、取付けボルト３４
が、開口２６，２６’を通じて延びていてもよい。

【００１９】ハウジングの流入口及び排出部分２３にお
いて所望の吸引力及び排出を生ぜしめるために、インペ
ラーブレード３２は、側壁の内部表面に近接する位置に
おいて実質的に外側に延びるように構成されている。さ
らに、ブレード３２の幅は、前部壁及び後部壁の間隔と
実質的に等しく、しかし、僅かに狭くなっている。イン
ペラー３８及びポンプハウジング２８は、駆動軸１４が
回転したとき、インペラー３８が同時に回転して、これ
により空気、蒸気、液体又は他の流体が対向流入口２
６，２６’から内側に引き込まれるように設計されてい
る。その後、流体はインペラー３８の傾斜表面に沿って
移動し、流出口ノズル２３の流路及び排出ホース２４又
はこれと同等の導管を通じてポンプから離れた場所に圧
力を加えられて排出される。

【００２０】エンジンが作動して駆動軸が回転すると、
インペラーはポンプハウジング内で回転し、液体及び気
体を含む流体は流入口を通じて引き込まれ、その後、流
体は圧力を加えられて流出ノズルを通じ排出される。従
って、本発明の遠心ポンプは、摩擦によって生じた又は
発生したどのような危険な気体、すなわち、流体をも排
出するよう自動的に機能し、これによって、ポンプは発
火性又は爆発性の流体、すなわち、気体が発生するよう
な環境下においても安全に使用することができる。

【００２１】インペラー部材３８Ａは、一方側において
駆動軸１４の端部部材１４Ａと係合する連続する段部３
１及びエンジン１８の軸１６の端部部材１６Ａの連続す
る段部３１Ａを具えた、分割型の１つの中間ブレード部
材３８Ａとして図３に示されているが、ブレードインペ
ラー部材３８Ａはまた、端部部材１４Ａ又は端部部材１
６Ａの一方と一体になっていても差支えない。従って、
ハウジング内においてインペラー３８の両側又は一方側
にカップリングを設けることができる。

【００２２】図４は、ボルト３４又は他の締付け部材に
よって一体に保持された傾斜したカップル式インペラー
を示している。傾斜によって、インペラーの中心からブ
レード３２への流体の移動が円滑になり、流出口を通じ
ての排出を迅速に行うことができる。液体をブレード３
２に移動させるのに適したインペラー３８の傾斜は、一
般的に３０°乃至４５°である。

【００２３】図５には、ビルジポンプとして使用できる
流体浸漬ポンプ６０が示されている。ビルジポンプは、
離れた場所、例えば、動力源を具えた他の船から動力を
受ける。ポンプ６０はポンプハウジング６１を有してな
り、その中において、インペラー６７が駆動軸６８によ
って回転させられるよう取付けられている。駆動軸６８
は流体モータ６２と作動を共にするように接続されてい
る。流体モータ６２は、流体導管６５，６５’と通じる
流体ポンプ（図示せず）によって作動させられる。

【００２４】ハウジング６１は、２以上の流体流入開口
６３，６３’と、排出開口７１とを具えている。排出開
口７１には、排出ホース、すなわち、ノズル６４が取付
けられている。インペラー６７の両側に同じ圧力で水が
流入し、ポンプは自動的に水で満たされる。

【００２５】図３のハウジングと同じように、ハウジン
グは、前部、後部及び側部の壁を有してなる。等圧を発
生し且つ自動的的に水が満たされるように、流体開口６
３’はインペラー６７の両側に設けられ、流体開口６３
はインペラー６７の片側に設けられている。

【００２６】排出開口７１は、図２に示されるように接
線方向に設けることができる。しかし、図５に見られよ
うに、インペラー６７と水平方向に整列させると好都合
である。必要に応じて、ハウジング６１に、脚７０，７
１’のようなスタンドを設けることができる。また、イ
ンペラー６７が損傷を受けることとなる大きな異物の侵
入を防止するために、ハウジング６１の内壁にスクリー
ン７２を設けることができる。また、必要に応じて、ポ
ンプ６０内に引き込まれる大きな粒子又は望ましくない
異物を粉砕又は破砕するために、駆動軸６３にナイフア
ッセンブリ６９を設けることができる。

【００２７】作動中、モータ６２はインペラー６７を回
転させ、インペラー６７は、例えば水のような流体を流
入口６３，６３’を介してポンプ６０中に引き込む。流
体は、傾斜したインペラー表面に沿って外側に移送さ
れ、インペラーブレードによって排出ホース６４を通じ
て送られる。流体導管６５，６５’は、作動場所から離
れた容器の流体ポンプに接続させることができる。

【００２８】ビルジポンプのインペラーの構造は、図１
に示されたインペラーのものとすることができ、また、
ここに参照すべき前述の米国特許第 4,688,987号に開示
されたものとすることができる。

【００２９】毎秒１５ガロン（毎秒５６．７７５リット
ル）の水排出能力をもっている代表的なポンプは、傾斜
角３０°の８インチ（２０．３cm）インペラーと、約１
０．５インチ（約２６．７cm）の直径で約３．７５イン
チ（約９．５cm）の幅もハウジングを具えている。ＮＴ
Ｐ排出は約３インチ（約７．６cm）で、固体処理能力は
約７／８インチ（約２．２cm）までである。シールは不
要である。

【００３０】排出開口が約１０インチ（約２５．４cm）
で流入開口が約１０インチ（約２５．４cm）の大型の離
間ポンプの場合、傾斜インペラーは直径が約２６インチ
（約６６．０cm）で、インペラーブレード、すなわち、
パドル（paddle）は幅が約５インチ（約１２．７cm）で
ある。

【００３１】傾斜があるので、インペラーブレートの端
部で排出される流体の量は大きくなる。傾斜インペラー
は、また、真空下における使用の制限を減少させ、ブレ
ードの強度を向上させる。

【００３２】本発明のポンプは、製造時に高い精度が必
要でない。従って、アルミニウム、青銅等のような金属
や、ライトン（RYTON)のような高強度プラスチックから
製造することができる。

【００３３】前述の発明は理解を助けるために記述及び
具体例を挙げて詳細に説明されたが、種々の変更及び改
変が添付の請求の範囲内で実施例できることが明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】船内機モータのプロペラシャフト及び船尾梁に
装着された本発明のポンプの側面図である。

【図２】図１の２−２線断面図であり、ポンプハウジン
グの拡大正面図である。

【図３】図２の３−３線に沿って切断された、傾斜型イ
ンペラーの断面図である。

【図４】図３の４−４線断面図である。

【図５】流体モータと流体除去ホースを具えた、本発明
のポンプの断面図である。

【符号の説明】

１２ 遠心ポンプ（遠心ポンプ装置） １４ プロペラシャフト １８ エンジン ２３ 排出部分（流出開口、ノズル） ２５ ホース ２６，２６’ 開口（流体流入開口） ２８ ハウジング ３２ ブレード ３８ インペラー ６０ 流体浸漬ポンプ ６１ ハウジング ６２ 流体モータ ６３，６３’ 流体流入開口 ６４ 排出ホース（ノズル） ６５，６５’ 導管 ６７ インペラー ６８ 駆動軸 ７１ 排出開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォレス・ダブリュー・エリクソン アメリカ合衆国フロリダ州 34689 ター ポン・スプリングズ、ルーズベルト・ブー ルバード 435

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 危険なガス又は他の流体が発生する環境
   で使用される自己吸排式遠心ポンプであって、該装置
   は、駆動軸と、前記駆動軸を駆動するモータ手段と、前
   部壁と後部壁と両側壁とを具えたハウジングとを有し、
   該ハウジングが排出流出開口と前記駆動軸の周囲で前記
   ハウジングを離間する非接触関係で固定するように装着
   する装着手段とを具えており、さらに、前記ハウジング
   内で前記ハウジングと離間する関係で前記モータ手段と
   前記駆動軸のカップリングによって形成され且つ端部で
   外側に延びるブレードを具えた傾斜型インペラー手段
   と、流体が前記ブレードの傾斜に沿って外側に移動する
   ような前記駆動軸の周囲の流入手段とを有してなり、前
   記インペラー手段とハウジングが摩擦による如何なる熱
   の発生をも抑えて前記駆動軸の回転に応じて流体を前記
   流出開口を通じて排出するように協働し、前記流入手段
   が前記インペラー手段の両側で等圧となるような流体の
   流入を許すようなっている、自己吸排式遠心ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ハウジングが、前部壁部分、後部壁
   部分、側壁部分、及び、該ハウジングの前部壁部分と後
   部壁部分における一対の整列した流体流入開口を有し、
   前記流体流入開口の各々が前記駆動軸の前記第１断面よ
   り大きいサイズである、請求項１記載の自己吸排式ポン
   プ。
3. 【請求項３】 前記駆動軸が前記ハウジングと離間する
   非接触関係で前記流体流入開口を通じて延び、前記ハウ
   ジングに流入する流体が前記インペラー手段の両側にお
   いて前記駆動軸と周囲を実質的に等しく通過し、前記イ
   ンペラー手段の傾斜表面を横切って前記流出開口に通じ
   る、請求項２記載の自己吸排式ポンプ。
4. 【請求項４】 前記排出開口が前記ハウジングの前記側
   壁に形成されており、前記側壁部分において前記ハウジ
   ングの外側へ略々接線方向に延びるチャンネルを形成す
   るノズル手段を含んでいる、請求項２記載の自己吸排式
   ポンプ。
5. 【請求項５】 前記ハウジングが略々円筒状のチャンバ
   ーを形成しており、前記インペラー手段が前記ハウジン
   グの前部壁と後部壁との間で前記側壁部分の近傍まで実
   質的に外側に延びているブレード手段を有する、請求項
   １記載の自己吸排式ポンプ。
6. 【請求項６】 前記ハウジングの前記後部壁は、前記壁
   を越えて外側に延びる部分と、前記ハウジングが囲繞体
   の隣合う壁から離間するように前記後部壁の前記外側に
   延びる部分から延びるスペーサ手段とを有する、請求項
   １記載の自己吸排式ポンプ。
7. 【請求項７】 前記駆動軸が前記インペラー手段の両側
   部の一方の側部と結合しており、前記モータが前記ハウ
   ジング中で前記インペラー手段の他方の側部と結合して
   いる、請求項１記載の自己吸排式ポンプ。
8. 【請求項８】 前記駆動軸が推進手段を具えている、自
   己吸排式ポンプ。
9. 【請求項９】 前記インペラー手段は両側が約３０°乃
   至４５°の角度で傾斜している、請求項１記載の自己吸
   排式ポンプ。
10. 【請求項１０】 流体モータと、前記モータと関連し流
    体流入開口と流体流出開口を具えたハウジングと、前記
    ハウジング中に設けられ前記モータによって回転を受け
    るように結合された駆動軸と、前記流入開口を通じて前
    記ハウジングに流体を導入するように前記駆動軸と関連
    し前記ハウジング内で回転可能なインペラー手段とを有
    し、前記インペラー手段が前記排出開口を通じて流体を
    排出するように外側端部に沿ったブレードを具えてお
    り、前記流入開口が前記インペラー手段の両側にあって
    前記インペラー手段の両側で実質的に等圧を発生させる
    ようになっており、さらに、前記ハウジングが液体中に
    浸漬されたときに前記モータと離れた場所で前記モータ
    を作動させる手段を有してなる、流体浸漬排出ポンプ。
11. 【請求項１１】 前記インペラー手段が傾斜している、
    請求項１０記載の浸漬ポンプ。
12. 【請求項１２】 前記インペラー手段は両側が約３０°
    乃至４５°の角度で傾斜している、請求項１１記載の浸
    漬ポンプ。
13. 【請求項１３】 前記ハウジングが、前部壁部分、後部
    壁部分、側壁部分、及び、該ハウジングの前部壁部分と
    後部壁部分における一対の流体開口を有し、自己吸排式
    で等圧を発生させる、請求項１１記載の浸漬ポンプ。
14. 【請求項１４】 前記インペラー手段は、前記モータと
    前記駆動軸を結合している、請求項１０記載の浸漬ポン
    プ。
15. 【請求項１５】 前記排出開口はノズル手段を含んでい
    る、請求項１０記載の浸漬ポンプ。
16. 【請求項１６】 前記モータは流体導管を通じて流体ポ
    ンプに接続されている、請求項１０記載の浸漬ポンプ。
17. 【請求項１７】 前記排出開口は前記ハウジングの前記
    側壁部分に対して接線方向にある、請求項１０記載の浸
    漬ポンプ。
18. 【請求項１８】 前記排出開口は前記インペラー手段と
    水平に整列している、請求項１０記載の浸漬ポンプ。