JPS58152185A - 遠心流体ポンプ - 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】 本発明は一般に遠心流体ポンプの分野に関するものであ
り、更に詳細には往復動型圧縮機に利用する遠心オイル
・ポンプの分野に関するものである。

垂直に配置されたクランク軸の底部に配設された遠心ポ
ンプは軸受及び他の可動部品を潤滑する目的でオイルを
往復動型圧縮機に循環させる目的に使用される。オイル
は多くの型式の遠心ポンプにおいては、クランク軸の端
部に形成されているインペラーにより溜めから引出され
、当該オイルは軸受面に達するようクランク軸の長さ方
向穴を上昇するようにされる。当該遠心ポンプの性能は
クランク軸の速度に関係があり、性能の向上はクランク
軸の速度が早くなることに依存している。

クランク軸内の穴に対してオイルを上方向へ供給する円
錐形型ポンプと、当該ポンプの周縁部造水平方向に延在
する半径方向孔と連通ずる底端部面内に環状流入溝を有
する円筒型ポンプを含む各種形式の遠心ポンプが従来か
ら使用されて来た。

環状溝内のオイルは遠心力により半径方向孔を通って外
方へ放出され、クランク軸の底部を包囲するハウソング
の室に集められる。当該オイルは室から端板のチャンネ
ル内に流入し、クランク軸の穴に運ばれ、当該穴を介し
て圧縮機の潤滑の目的で軸受に送られる。大部分の部品
に対し、これらの型式のポンプは比較的高速度の圧縮機
で最適に機能スるが、ポンプの性能はクランク軸の速度
に関係がちるところから、遠心ポンプの先行技術による
設計での性能は速度の遅い圧縮機に対しては不適当でち
ることが証明された。速度の遅い圧縮機で上方軸受の潤
滑を適当Ｖこ行なうにはポンプを作動システム内で常時
達成出来るとは限らない最大の効率又は最大効率近辺で
作動させなければならない。

遠心ポンプのポンプ性能を高めるためポンプの流入領域
に各種型式の羽根が使用されて来た。これらの羽根は溜
めからオイルを捕集する復い板（ｓｃｏｏｐｓ）として
機能する。羽根全追加すると、ポンプ性能は高まるが、
羽根の使用に伴なって各種の欠点も生じて来る。流入領
域に羽根を永久的に取付けることは決定的であるため、
羽根の取りはすしの結果、圧縮機に相当の損傷をもたら
すことＫなる。その上、羽根はオイルを溜めから効率的
に捕集する目的からポンプ内で成る角度を以って位置付
けられている。圧縮機が所定方向に対し逆の方向に作動
する場合には、ポンプは作動せず、　　−そのため著し
い圧縮機の損傷が迅速に発生する。

従って、不慮の据付は誤差が重大で且つコスト高となる
圧縮機の損傷となる。

従って、本発明の主要目的の１つは、低速度の圧縮機内
の上方軸受に適当な潤滑を提供するため＾、ラドと流れ
性能が改善された遠心オイル・ポンプを提供することに
ある。

本発明の他の目的は、回転ポンプ・インにラーと一体構
造の羽根状本体を備え、かくして羽根のはずれる可能性
及びそのはずれから生ずる圧縮機の損傷を無くすような
遠心オイル・ポンプを提供することにある。

本発明の他の目的は、クランク軸のいずれか一方の回転
方向で同等に機能し、かくして据え付は上の誤りの点で
も圧縮機の軸受の潤滑を確実にし、ポンプ内でのペーパ
ー・ロックを阻止するため捕集された気体全適当に排気
させる遠心オイル・ポンプを提供することにある。

これらの目的及び他の目的は、本発明においては、圧縮
機のクランク軸の端部に配設されたポンプ・インペラ一
本体の底面から半径方向外方及び成る角度を以って上方
へ延在する複数個のトンネルを提供することにより達成
される。トンネルの間に残置する本体の領域は溜めから
オイルを掬い上げるのを助ける羽根として機能する。当
該羽根は対称でちり、そのためポンプは性能上の損失を
伴なわずにいずれか一方の方向に作動出来る。捕集され
且つトンネルによジ外方へ送られるオイルはインペラー
を包囲するハウジング内の室に捕集され、当該オイルは
慣用的な様式を以ってクランク軸の軸方向穴内を上方へ
送られるようポンプの端板内のチャンネル迄シールを介
して送られる。各トンネルはインペラー内の排気導管を
介して環状排気通路と連通し、当該通路は捕集された気
体をポンプから除去してキャビテーション又はペーパー
・ロックを阻止するようクランク軸内で上方向へ排気さ
れる。

本発明の別の目的及び利点については詳細な説明と添附
図面から明らかとなろう。

ここで図面、特に第１図を更に詳細に参照すると、番号
１０は垂直方向に配置されたクランク軸１４の下端部に
配設せる本発明を具体化している遠心オイル・ポンプ１
２を有する往復動型圧縮機を表わしている。ポンプはオ
イルを含む溜め１６内で作動し、遠心オイル・ポンプ１
２により移動されるオイルはクランク軸内の軸方向穴１
８内を圧縮機の潤滑個所迄上昇する。

遠心オイル・ポンプ１２にはクランク軸により駆動され
、溜め内にオイルを捕集し、そのオイルを遠心力によっ
て外方へ放出するオイル・インペラー２０が含まれてい
る。複数個のトンネル２２はインペラーの底面２４から
成る角度を以って上方及び半径方向外方へ延在し、尚該
トンネルはポンプ中心線から距離Ｒ１にある実質的に平
坦な面である底面２４内に底部流入開口部２２ａと中心
線から距離Ｒ２にあるインペラーの周縁部に沿った上方
流出開口部２２ｂを有している。トンネルを水平から約
２０°の角度に配設すると、所定のインペラー直径に対
し流入面と流出面に必要な差を提供することが判明して
おり、差（Ｒ２＝＆　）を最大にすると所定のインペラ
ー直径に対するポンプ出力を最大にする。流入開口部は
インペラー内の中央開口部２５の周りに等間隔に隔置し
てあり、当該開口部は軸方向穴１８と整合している。隣
接するトンネル２２の間には実質的に三角形状の領域２
６が残り、当該領域はオイルを溜め１６から捕集する羽
根として機能する。羽根はインペラーの一体構造的領域
でちるため当該羽根は不慮に取りはずされることが無く
、圧縮機を損傷させることが無い。トンネルと羽根の対
称的な形状によってインにラーはオイルを捕集し、当該
オイルをクランク軸のいずれか一方の回転方向に対しト
ンネルを介して外方へ押し進めることが出来る。

キャビテーション又はペーパー・ロックを阻止するため
捕集された気体は排気しなければならず、排気作用はポ
ンプ流入個所で又は流入個所附近で行なわれれば最も効
果的である。従って、各トンネル２２に対し当該トンネ
ルの底部流入開口部２２ａに排気導管２８が設けてあり
、当該導管は当該導管から出る排気出ｃ３３２を有する
インペラー内の共通環状排気通路３０と連通ずる。排気
システムを形成するため異なる製造方法を利用可能では
あるが、１つの方法としてイン４ラーを２個の部片から
なる組立体として製造する方法がある。下側の部片はト
ンネルと排気導管及び排気通路を形成するようその上部
にある環状溝を含む前述した番号２０で示しである部片
である。この下側の部片はダイ・カスト・アルミニウム
の如き金属、成型プラスチック又は他の適当な材料で作
成出来る。第２の即ち上方の部片には下方部片の減径端
部分３４を受入れるスリーブ３３が含まれている。上方
部片はクランク軸に取付けられる別々の部片としてより
もむしろクランク軸の端部に形成可能であり、上方部片
は排気出口３２を含んでいる。２個のインペラ一部片は
トンネル、導管、通路等を機械加工又は他の方法によ多
形成した後、共にプレス又は固着可能であり、下方部片
の上面は上方部片の端部と組合う。環状排気通路は従っ
て上方部片の底面により被覆されている減径端部分から
半径方向外方に下方部片の上部に形成された環状溝によ
多形成される。上方部片内の排気出口は２個の部片が組
立て中に一緒にされる際、環状排気通路と連通ずるよう
当該上方部片内に位置付けられている。

ハウジング４０はイン波う−を包囲し、トンネル２２か
ら外方へ放出されるオイルを受入れる室４２．４４．４
６を含む。オイルは室からオイルインペラー２０とハウ
ジング４０の間の室へ流れることが出来る。ハウジング
とポンプの端板５０の間にはシール４８が配設してあシ
、当該シール内の孔５２．５４は流体を室から端板内の
チャ４ンネル５６へ流し得るようにする。当該シールは
その他の点ではインペラーの端部とハウジングを被覆す
るところから室中のオイルはチャンネル内にのみ流入す
ることが出来る。シール４８には中央開口部２５と軸方
向穴１８と整合する中央開口部５８も含み、チャンネル
５６に流入するオイルをハウジング室から穴内を上方へ
流すことが出来る。

端板５０内のオイル流入開口部６０．．６２はシール内
のオイル流入開口部６４．６６と整合し、かくしてイン
ペラーが溜め内のオイルに浸漬される際トンネルの底部
流入開口部２２ａを溜め内のオイルにさらす。

本発明を具体化している遠心オイル・ポンプの使用と作
動にあたって、端板５０．７−ル４８、ハウジング４０
は共にボルト７０によって固定保持され、溜め１６内の
オイルは端板及びシール内の各々のオイル流入開口部６
０，６２．オイル流入開口部６４．６６を介して流れる
ことが出来る。

溜め内の流体にさらされるポンプの端部を第７図に示す
。従って、オイルはオイル・インペラー２０内のトンネ
ル２２の底部流入開口部２２ａに達し、インペラーが圧
縮機の作動中に回転する際、トンネルの間の羽根状の三
角形状領域２６はオイルの捕集と当該オイルに対する回
転力付与を助ける。

その結果発生する遠心力はオイルをトンネル２２を介し
て外方へ推進し、室４２，４４．４６内へ流す。オイル
は当該室からシール４８の孔５２゜５４を介してチャン
ネル５６内へ流れ、当該オイルはチャンネル５６に沿っ
てその中央部分に向かって流れる。次にオイルはシール
の中央開口部５８を通り、インペラー内の中央開口部２
５を通り、軸方向穴１８内を上昇して圧縮機の潤滑個所
へ流れる。捕集された気体は排気導管２８内を上昇して
共通環状排気通路３０に到る。気体は共通環状排気通路
から排気出口３２を通って圧縮機の内側自由空間へ流れ
る。

本発明の穿孔される羽根の概念は実質的に羽根を有しな
い比肩し得る寸法のポンプに対し本発明のポンプのヘッ
ドと流量に関する性能を高めるものであジ、以前、使用
されたラジアル羽根の概念を採用しているポンプの性能
と等しいか又はそれを越えるものである。作動速度が遅
い場合、本発明の穿孔羽根オイル・ポンプは典型的な往
復動型圧縮機内でポンプから最も遠方の距離の潤滑個所
に適当な潤滑を提供するものである。羽根は取ジはずす
ことが出来ないインペラーの一体構造領域であるため、
緩くなった羽根から生ずる圧縮機損傷の危険性が無くな
り、従って先行技術の羽根の概念に比較して穿孔羽根概
念を好適なものとする。

結果的に逆方向作動となる不適渦な据付けによって圧縮
機を損傷する危険性がなくなるところから本発明のポン
プはクランク軸の同方向の回転に対しても同等に機能す
る。

本明細書で遠心オイル・ポンプの一実施態様につき詳細
に図解し且つ説明を行なって米たが、本発明の範囲から
逸脱することなく各種の改変が実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化している遠心オイル・ポンプ
を有する往復動型圧縮機の部分的に破断し部分的に横断
面で表わした立面図。 第２図は、第１図の２−２線における第１図に図解した
オイル・ポンプの横断面図。 第３図は、第２図の３−３線におけるポンプの水平横断
面図。 第４図は、第２図の４−４線における遠心オイル・ポン
プの垂直断面図。 第５図は、第４図の５−５線に２ける第４図に図解した
遠心オイル・ポンプの水平断面図。 第６図は、第２図の６−６線における第２図に図解した
ポンプの横断面図。 第７図は、ポンプの底部の平面図。 第８図は、ポンプのインペラーの側面図。 第９図は、第８図に示したインペラーの平面図。 主要部分の符号の説明 １２・・・遠心オイル・ポンプ１４・・・クランク軸１
６・・・溜　め　　　　　１８・・・軸方向穴２０・・
・オイル・イン４ラー　　２２・・・トンネル２２ａ・
・・底部流入開口部　２２ｂ・・・上方流出開口部２５
・・・中央開口部　　　４０・・・ハウジング４８・・
・シール　　　　　　５０・・・端　板−５６・チャン
ネル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）全体的に垂直の軸の底部附近の溜めから当該軸の上
   方の位置へ流体を移送する全体的に垂直の穴を内部に備
   えた前記軸と、複数個の１固別流体派入開口部金内部に
   配設した実質的に平臣１状の底面ケ有する前記軸のＪＩ
   Ｌ部にあるイン被う−と、相互に隔置関係にあり前記穴
   と整合した前記インペラー内の中央開口部から等距離に
   あるＡｉＪ記流入開口部と、ＡｉＪ記谷流体流入開口部
   から前記インペラーの周縁部にある流体流出ｕＮ口部迄
   角度を以って上方向及び半径方向外方へ延在すゐトンネ
   ルと、前記インペラーの１司一部の１司シに配設され流
   体を前記流出開口部から受入れる至會有するノ・ウノン
   グと、流体をｍｌ記室から受入れ、前記流体を前記中央
   開口部と前記全体的に垂直の穴に業内するチャンネルを
   内部に備えた端板と、ト」ｉＪ記端板及び前記ハウジン
   グとインペラーの間に配設されたシールと、流体を前記
   室から前記チャンネルへ流し且つ前記チャンネルから１
   −Ｉｌ、ｌ記インペラーの前記中央開口部と前記穴へ流
   す開口部を有する前記シールから構成した遠心流体ポン
   プ。 ２）前記トンネルが水平から約２０°の角度に配設され
   ている特許請求の範囲１）項に記載の遠心流体ポンプ。 ３）排気導管が捕集された気体を前記トンネルから離動
   させるよう前記各トンネルの流入開口部附近で当該トン
   ネルと連通ずるようにした特許請求の範囲１）項に記載
   の遠心流体ポンプ。 ４）前記各排気導管が前記インペラー内の環状排気通路
   と連通し、排気出口が前記環状通路と連通ずるようにし
   た特許請求の範囲３）項に記載の遠心流体ポンプ。 ５）前記トンネルが水平から約２０°の角度に配設され
   ている特許請求の範囲３）項に記載の遠心流体ポンプ。 ６）前記各排気導管が前記インペラー内の環状排気通路
   と連通し、侠気出口か前記環状通路と連通するようにし
   た特許請求の範囲５）項に記載の遠心流体ポンプ。 ７）流体を捕集し流体を本体から外方へ推進させる為溜
   め内で作動する全体的に円筒断面を有する前記本体と、
   内部に複数個の個別流体捕集流人開口部を有する実質的
   に平坦な底面を有する前記部分と、前記各流入開口部に
   対し前記本体の周縁部に配設された流出開口部と、前記
   各流入開口部から流出開口部へ角１ｆ’に以って上方向
   及び半径方向外方へ延在しているトンネルから構成した
   ことを特徴とする遠心ポンプ・インペラー。 ８）前記トンネルが水平から約２０°の角度に配設され
   ている特許請求の範囲７）項に記載の遠心ポンプ・イン
   ペラー。 ９）排気導管が前記インペラー内で前記各トンネルから
   上方向へ延在している特許請求の範囲７）項に記載の遠
   心ポンプ・インペラー。 ＩＯ）前記排気導管が前記流入開口部附近の前記トンネ
   ルと連通している特許請求の範囲９）項に記載の遠心ポ
   ンプ・インペラー。 １１）前記トンネルが水平から約２０°の角度に配設さ
   れている特許請求の範囲１０）項に記載の遠心ポンプ・
   インペラー。 １２）前記インペラー内に環状排気通路が配設され、前
   記排気導管が前記通路と流れ連通状態にあり、排気出口
   が前記通路から延在している特許請求の範囲９）項、ｌ
   Ｏ）項又は１１）項に記載の遠心ポンプ・インにラー０