【考案の詳細な説明】 【０００１】 【考案の属する技術分野】 本考案は例えば舶用ディーゼル機関で使用される渦型冷却ポンプのごとき回転 液体ポンプと、可撓インペラポンプ組立体とに係るものである。 【０００２】 【考案が解決しようとする課題】 従来の回転自吸液体ポンプであって乾状態のとき自動呼び水作用を生じる可撓 インペラを有するものは、毎分最大４７３リットル（１２５ガロン）の液体をポ ンピングすることができ、そのようなポンプは最大１２００馬力を有する舶用デ ィーゼル機関などで使用するのに適している。 毎分約２１００〜２５００回転の 機関速度において、比較的大形の可撓インペラポンプはそのような環境下でキャ ビテーションを生じる。 最大約２５００馬力の機関の冷却に使用するための毎分 最大約１５１４リットル（４００ガロン）の液体流量を処理する能力を有する回 転自吸液体ポンプに対する需要が長年にわたって存在する。 したがって、また、 前記要求される大能力ポンプのための新規インペラ・軸組立体と、ポンプ呼び水 その他に用いる改良された可撓インペラポンプ組立体とに対する付帯的需要も存 在する。 【０００３】 先行技術においては舶用ディーゼル機間冷却のために現在利用できる再生ター ビンおよび／またはサイドチャンネル（ｓｉｄｅ ｃｈａｎｎｅｌ）水リングポ ンプが存在する。 しかし、そのようなポンプは極めて非効率的であり、その効率 は２０％台である。 これら先行技術ポンプは絶対的乾状態のときは自吸できず、 それらが完全に機能するためには約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜０．２ ５ｍｍ（０．０１インチ）のインペラ隙間を有しなくてはならない。 そのような 微小隙間はこれらポンプの製作を困難且つ高価にし、また、それらの砂と破片と に対する許容度が小さい。 さらにまた、既知ポンプは、インペラを横断しての差 圧の故に、インペラに対する大きな半径方向水圧荷重を有する。 このことは軸の 破損、シール漏れ、そして軸受故障を起こすおそれがある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】 既知のポンプが遭遇する前記諸問題と、より大きい能力を備えたポンプを求め る需要とに鑑みて、新規の改良された回転液体ポンプであって乾状態のとき自吸 できそして特に舶用ディーゼル機関に対して適しているものを提供することが本 発明の目的である。 【０００５】 本明細書には、１対の液体作用室が内部に形成されているハウジングと、該ハ ウジング内にジャーナルで支持された軸と、該軸と一緒に回転するように、相互 に離間された配置で、前記軸に取付けられた１対のインペラと、前記ハウジング 内に液体を導入する装置と、推進された液体を前記ハウジングから排出する装置 とを有する回転液体ポンプであって、前記インペラの一方が剛性羽根を有し、且 つ前記液体作用室の一方の内部に閉じ込められており、前記インペラの他方が可 撓羽根を有し、且つ液体作用室の他方の内部に閉じ込められており、 前記液体作用室の他方は内面を有し、該内面は、該内面に沿った複数の位置に おいて該内面に形成された尖点を有することを特徴とする回転液体ポンプが説明 されている。 【０００６】 この回転液体ポンプにおいて使用されるインペラ・軸組立体についても、後に 詳述されている。 【０００７】 本考案によれば、可撓インペラポンプ組立体であって、前記リングの半径方向 中心から引かれた複数の半径と、前記中心から片寄った点から引かれた複数の半 径で画成された内周面を有するリングと、可撓フィンガを有し所定軸線上におい て前記リング内に配置されたインペラと、前記リングの両側に固定された壁にし て、前記内周面と協働して前記リング内であって且つ前記壁の間にポンプ室を画 定する、前記壁とを有し、前記内周面がとぎれずに連続しており、前記壁の一方 が流体を前記ポンプ室内に軸線方向に導入するための、該壁に形成された吸込ポ ートを有しており、前記壁の他方が流体を前記ポンプ室から軸線方向に排出する ための、該壁に形成された吐出ポートを有しており、前記内周面がそこに形成さ れた複数の尖点を有していて、前記インペラの可撓フィンガを前記ポンプ室内の 複数の場所で突然屈曲させるようになっている可撓インペラポンプ組立体が提供 される。 【０００８】 本考案のさらなる目的とその新規の特徴は、添付図面と関連して以下に記述す る説明を参照することによって明らかになるであろう。 【０００９】 【考案の実施の形態】 図１から図４に示されているように、新規の回転液体ポンプ１０はハウジング １２を有する。 ハウジング１２はそれにボルト留めされた入口導管１４と、それ から延びた出口導管１６とを有し、出口導管１６はハウジング１２の本体１８と 一体に形成されている。 スペーサ２０がハウジング１２に固定されておりそして 、その最外端に、入力歯車２２を担持している。 入力歯車２２は原動機（図示せ ず）と係合するように配置されている。 さらに、ハウジング１２はそれから延び ている傾斜した短いシリンダ２４を有し、シリンダ２４は第２の出口導管を構成 している。 出口導管１６の最外端部内にはフラッパ弁型の逆止め弁２８が据付け られている。 【００１０】 図５は回転液体ポンプ１０の内部構造を示している。 図５において、入口導管 １４はパドルホイール型のインペラ３２のハブ３０に対して開口していることが 見られる。 インペラ３２は、この実施例においては、約１５ｃｍ（６インチ）の 直径を有し、約３０ｃｍ（１２インチ）の直径を有する液体作用室３４内で回転 するように配置されている。 インペラ３２と羽根３６は剛性である。 羽根３６は まっすぐであり、平らな端部で終わっている。 液体作用室３４は平行した対向す る壁３８、４０を有し、そして羽根３６の横縁は約３ｍｍ（１／８インチ）前記 壁から離されている。 インペラ３２のハブ３０は回転軸４２と係合しており、回 転軸４２の終端部はねじ切りされていて、それにナット４４が締結されている。 ナット４４は座金４６と止め座金４８とをハブ１０に対して固く保持している。 回転軸４２とハブ３０はそれらに形成されたキー溝を有しており、これらキー溝 はキー５０を受容してインペラ３２と回転軸４２とを一緒に回転するように結合 している。 【００１１】 液体作用室３４の内側に、ハウジング１２は室５２を有する。 室５２は介在リ ング５８によって並行して離間された１対の円形の板５４、５６によって形成さ れている。 第２のインペラ６０が室５２内に閉込められていて回転軸４２に対し てキーの差込みによって結合されている。 インペラ６０は可撓（すなわちゴム） 羽根６１を有し、インペラ６０の幅と直径はインペラに室５２内における親密な 嵌合を与えるように選ばれている。 インペラ６０は室５２内でその壁と周縁とに 対して微小隙間を有して回転できる。 インペラ３２はポンプの主ポンピング要素 であり、一方、インペラ６０は呼び水インペラである。 【００１２】 インペラ６０は複動式である。 板５４、５６は、図７と図８に示されるように 、それらに形成された対のポートを有する。 板５４のポート６２、６４は呼び水 インペラ６０のための液体入口を構成し、一方、板５６のポート６６、６８は呼 び水インペラ６０のための液体出口を構成している。 呼び水インペラ６０は、そ れの一回転あたり、シリンダ２４を通じて液体を２度吐き出す。 したがって、呼 び水インペラ６０は生来的にバランスされている。 【００１３】 始動時において、回転軸４２の回転によって、インペラ６０は乾（非液体）状 態下においてすら呼び水を行う。 より詳細に図６に示されている逆止め弁すなわ ちフラッパ弁２８は入口導管１４内に真空圧を生じさせるようにインペラ６０と 協働する。 インペラ６０は、真空圧が液体を吸引するにいたるまで、図５に矢印 で示される通路に沿って空気を吸い込む。 このように呼び水が行われるとき、回 転液体ポンプ１０はシリンダ２４によって構成された呼び水インペラ排出導管を 通じてかつ出口導管１６を通じて液体を排出する。 排出圧力は定速液体作用室３ ４内の急回転渦流によって生成される。 【００１４】 本考案のこの実施例において渦巻型のものとして示される回転液体ポンプ１０ は、毎分液体約１５１４リットル（４００ガロン）に達する流量を有することが 可能でありそして概ね２５００馬力までの機関の冷却を行うことができる。 それ は極めて効率的である。 呼び水インペラ６０の寄生荷重によってすら、それは概 ね５０〜６０％の効率範囲で作動する。 既に言及されたごとく、可撓羽根を有す る呼び水インペラ６０を備えた回転液体ポンプ１０は、それが作動し始める環境 が絶対乾状態であるときですら自動呼び水を行い得る。 パドルホイール型主イン ペラ３２は、その室３４内の限定された隙間によって煩わされず、したがってそ れは顕著には摩耗されない。 それは砂と砕片を非常に良く処理できる。 また、呼 び水インペラ６０は可撓羽根６１を備えているから、砂とその他の破片を良く処 理できる。 インペラ３２のラジアル荷重は本質的にゼロである。 インペラ３２の 周縁のまわりに発生される定速渦流は圧力がそのまわりにおいてやはり等しいこ とを意味する。 呼び水インペラ６０のラジアル荷重もその半径方向対称の故に本 質的にゼロである。 したがって、回転液体ポンプ１０は高負荷におけるそのシー ルと軸受のための長寿命と、時間についてのインペラ３２、６０の最小の交換と を保証する。 【００１５】 第２の室５２内で回転するインペラ６０を有しそして可撓羽根６１を備えた回 転液体ポンプ１０の始動部分は複動式である（すなわち、一回転につき２ポンピ ングサイクルを生じさせる）から、それは特定インペラ寸法に対する流量を効果 的に２倍にするとともに、既に言及されたように、全半径方向力がバランスされ るから半径方向推力を排除する。 通常、ポンプ１０の呼び水部分は圧力能力に犠 牲を生じさせるが、本考案のこの実施例においては、呼び水部分のための排出圧 力の生成は必要条件ではない。 その排出水は単純に船外へまたは排出系統へ所定 ルートを経由して送られ、したがって背圧は最小である。 【００１６】 先行技術による可撓インペラポンプは、インペラの半径方向に配置されている 吸込ポートと吐出ポートとを有する。 本考案においては、板５４の吸込ポート６ ２、６４と板５６の吐出ポート６６、６８は軸方向に配置されていて、回転液体 ポンプ１０の呼び水部分を通る軸方向流路を構成している。 この構成は連続した カムリング５８を考慮に入れている。 羽根６１はリング５８内のいかなる不連続 部分上をも通過することを要しない。 したがって、インペラの寿命および羽根の 寿命は著しく延ばされる。 【００１７】 回転液体ポンプ１０の呼び水部分、すなわちリング５８と可撓羽根６１を備え たインペラ６０とポート付き板５４、５６とから成る部分、は開示された回転液 体ポンプ１０に組込むためまたはその他の同様な用途のための新規の呼び水ポン プ７０をそれ自体で且つ単独で構成する。 被駆動回転軸にキー結合によって取付 け可能のユニットとして、それは独立して使用できる。 既に言及されたように、 この呼び水ポンプ７０は、包囲リング５８を有し、このリングにはその両側に板 ５４と板５６が取付けられている。 リング５８はとぎれずに連続した内周面７２ を有する。 板５４と板５６はリング５８と協働してそれらの内部にポンピング室 ５２を画定する。 呼び水ポンプ７０は半径方向ポートを有しない。 吸込ポート６ ２、６４と吐出ポート６６、６８は、呼び水ポンプ７０を通る軸方向流路を形成 する。 板５４の吸込ポート６２と６４は呼び水ポンプ７０の回転軸線７４に関し て等しく離されて、すなわち１８０度の円弧に離されて配置されており、そして 吐出ポート６６と６８も同様に離されて配置されている。 また、吸込ポート６２ と６４は吐出ポート６６と６８から９０度の円弧に離されて配置されている。 半 径方向配置に関して、吸込ポート６２と６４は、ボルト穴７８によって構成され る垂直基準点７６から、約４５度の円弧と約２２５度の円弧のところに配置され ており、そして吐出ポート６６と６８は垂直基準点７６から約３１５度の円弧と 約１３５度の円弧のところに配置されている。 そのような位置決めは呼び水ポン プ７０の内周面７２と協働して呼び水ポンプ７０の最も効率的な性能を引き出し 得る。 【００１８】 リング５８の内周面７２は複数の半径により新規に画定される。 呼び水ポンプ ７０の頂および底に存在する半径８０と内周面７２の対向側面に存在する短い半 径８２とが半径方向中心すなわち軸線７４から引かれ、そして軸線７４すなわち 半径方向中心から片寄った４つの場所における指定点（それらの１つが示されて いるに過ぎない）から引かれた第３の半径８４が、半径８０と８２によって形成 される面と接合する内周面７２の部分を画定する。 また、半径８４は内周面７２ 上の４つの位置において尖点８６を画定する。 これら尖点８６はフィンガまたは 羽根６１が尖点８６上を通過して次の隣接面へ移動するにつれて羽根６１を外方 または内方へ突然屈曲させる手段を構成する。 その結果として、羽根またはフィ ンガ６１には、これら位置において流体吸込量を増すためおよび流体吐出量を増 すため、いわば“バンプ”（ｂｕｍｐ）が与えられる。 例えば、図１１を参照す ると、フィンガ８８は著しく曲げられてそこの尖点８６上へ移動しつつあり、一 方、フィンガ９０は尖点８６を通過して外方へ回動しそこに拡大された副室を画 定し、この拡大された副室はその内部に著しい量の流体を引き入れるため吸込ポ ート６２に対して開いていることが認められる。 同様に、インペラ６０の反対側 において、フィンガ９２はそこの尖点８６上へ移動しており、その結果として、 著しく曲げられて、その捕捉された流体を該フィンガが吐出ポート６６上を通過 するにつれて吐出ポート６６内へ駆逐させる。 後続するフィンガ９４もまたそれ がそこの尖点８６上へ移動するにつれてその閉じ込められた流体を搾り出すよう に強いられる。 【００１９】 以上において回転液体ポンプ１０と、インペラ３２、６０および回転軸４２の 組立体と、可撓インペラポンプ組立体７０の特定実施例と関連して本考案を説明 したが、これは単に例としてなされたものであり、その諸目的においてそして前 掲実用新案登録請求の範囲の諸請求項において記述されたごとき本考案の範囲に 対する限定としてなされたものではない。 前記ポンプは渦型のものとして例示お よび説明されたが、それは単に適例であるに過ぎない。 また、呼び水ポンプ６０ の羽根６１はゴムであると記述されているが、それは耐久性のある可撓プラスチ ックまたは同様のものから形成され得ることは明らかである。 本明細書による開 示から教示を得ることによって他者の心に浮かぶ本考案のすべてのそのような代 替実施例は、本考案の範囲内にあると考えられ、そして前掲実用新案登録請求の 範囲の諸請求項に包含される。 【図面の簡単な説明】 【図１】本考案の一実施例による新規の回転液体ポンプの前面図。 【図２】図１のポンプの側面図。 【図３】図１のポンプの後面図。 【図４】図３から取られた本発明のポンプの上面図。 【図５】図１の５−５断面に沿って取られた本発明のポンプの縦断面図。 【図６】図１の６−６断面に沿って取られた部分縦断面図。 【図７】図２の７−７断面に沿って取られた横断面図。 【図８】図２の８−８断面に沿って取られた横断面図。 【図９】本回転液体ポンプに一例として組込まれる新規の可撓インペラポンプ組立体の斜視図。 【図１０】包囲リング内の可撓フィンガ付きインペラを示すため側壁が取外された可撓インペラポンプ組立体の別の斜視図。 【図１１】点線でポートの配列が示されている可撓インペラポンプ組立体の側面図。 【符号の説明】 １０ 回転液体ポンプ １２ ハウジング １４ 入口導管 １６ 出口導管 １８ 本体 ２４ シリンダ ３０ ハブ ３２ インペラ ３４ 液体作用室 ３８ 壁 ４０ 壁 ４２ 回転軸 ５０ キー ５２ 室 ５４，５６ 板 ５８ リング ６０ インペラ ６１ 羽根 ６２，６４ 吸込ポート ６６，６８ 吐出ポート |
