(57)【要約】【課題】  【解決手段】  液体用遠心ポンプ（１０）であり、内部に遠心回転羽根車（４０）が回転できるように取り付けられた回転羽根車の容器（５０）を有し、ハブ（４２）を含み、そこから２個所の曲線端（４４ａ、４４ｂ）で区切られた複数の曲線形の羽根（４４）が外に向かって伸びており、曲線の羽根（４４）の片方の曲線端（４４ａ）から１個のつめ（４８）が羽根（４４）のくぼんだ側に伸び、そして半径方向に対して羽根（４４）と反対方向に折り曲げられているもの。
2005523398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に遠心羽根車（４０）が回転可能に取り付けられてなる回転羽根車容器（５０）を有し、前記遠心羽根車（４０）はハブ（４２）を有しそこから複数の曲線形の羽根（４４）が外に向かって伸びており、前記各羽根は２個所の曲線端（４４ａ、４４ｂ）で区画されており、前記羽根車容器（５０）は２個所の円形の側壁（２２）と１個所の円筒形の壁（５２）により定義されており、片方の前記円筒形の側壁（６０）の上と軸の位置に液体が汲み上げられる吸入口（６２）が設けられおり、前記円筒形の壁（５２）の上に液体の出口（６２）が設けられている、前記液体用遠心ポンプにおいて、
つめ（４４）が、前記羽根（４４）のくぼみの横にある前記曲線の羽根（４４）の片方の曲線端（４４ａ）から伸び、そして半径方向に関して羽根（４４）と反対方向に折り曲げられている
ことを特徴とする前記液体用遠心ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載された液体用遠心ポンプであって、少なくとも１個の一方向性の停止部品（２６）が、前記折り曲げられたつめ（４８）に向かいあった円形の壁（２２）の中に作られ、そして前記折り曲げられたつめ（４８）と相互作用をし、遠心回転羽根車（４０）がある方向に回転すると、折り曲げられたつめ（４８）は一方向性停止部品（２６）にあたり、そして自分自身で停止する一方、遠心回転羽根車（４０）が反対方向に回転すると、折り曲げられたつめ（４８）は停止部品（２６）を通り越し、回転羽根車（４０）が正しい方向に回転できるようにすることを特徴とする。
【請求項３】
請求項２の液体用遠心ポンプにおいて、前記遠心羽根車（４０）は、前記回転羽根車のケース（５０）の内部にあらかじめ定められた軸方向の間隔で取り付けられ、前記回転羽根車（４０）が回転すると、折り曲げられたつめ（４８）の流体力学の圧力の軸成分により、前記遠心回転羽根車（４０）は、上部に一方向性停止部品（２６）が作られている円形側壁（２２）から離れ、そして折り曲げられたつめ（４８）と前記一方向性停止部品（２６）の間でいかなる接触が生じるのをさけるようになっていることを特徴とする。
【請求項４】
請求項３に記載された液体用遠心ポンプにおいて、半径方向のつめ（４６）が半径方向に伸び、前記折り曲げられたつめ（４８）と各羽根（４４）の前記曲線端（４４ａ）の間に
挿入されていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項４に記載された液体用遠心ポンプであって、前記半径方向のつめ（４６）と前記折り曲げられたつめ（４８）の接合部は２個所の末端部を有し、第１の末端は前記ハブ（４２）の上に位置し、第２の末端は羽根（４４）の曲線端（４４ａ）の自由端の近くに位置し、前記半径方向のつめ（４６）は羽根（４４）の曲折線端（４４ａ）の自由端で点になるよう次第に細くなることを特徴とする。
【請求項６】
請求項５に記述された液体用遠心ポンプにおいて、折り曲げられたつめ（４８）が長方形形状を有し、向かい合う円形側壁（２２）に平行でその近傍にある直線の自由端（４８ａ）を有することを特徴とする。
【請求項７】
前記いずれかの請求項に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記少なくとも１個の一方向性停止部品（２６）は突き出た部品であり、２個の異なる形を有し、遠心羽根車（４０）が回転するに従い、前記折り曲げられたつめ（４８）の自由端（４８ａ）が前記突き出した部品（２６）の第１の形に付きあたる場合、回転羽根車（４０）は自由に回転し、一方、反対の方向では、前記折り曲げられたつめ（４８）の自由端（４８ａ）が第２の形に付きあたり、回転が妨げられることを特徴とする。
【請求項８】
請求項７に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記突き出した停止部品（２６）の前記第１の形は前記円形側壁（２２）に対して徐々に上昇した形であり、一方、前記第２の形は前記円形側壁（２２）に対して本質的に直角になっていることで特徴付けられるもの。
【請求項９】
前記いずれかの請求項に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記出口（５４）から放出される液体の流量を調整するための液体の流れを調整する手段（６８，７０）を有することで特長づけられるもの。
【請求項１０】
請求項９に記載された液体用遠心ポンプにおいて、液体の流量を調整する手段（６８，７０）が前記回転羽根車の容器（５０）の前記円筒形の壁（５２）の内部に回転可能なように取り付けられた円筒形の柄（６８）を有し、前記円筒形の柄（６８）は少なくとも１個の開口部（７０）を有し、前記円筒形の柄（６８）あるいは円筒形の壁（５２）が回転すると、供給される液体は、前記円筒形の柄（５８）の開口部（７０）が前記円筒形の壁（５２）の内部に作られた出口（５４）に位置す場合の最大値から、円筒形の柄（６８）が出口（５４）を完全に閉じた場合にゼロの値まで調整されることで特徴付けられるもの。
【請求項１１】
請求項１０に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記円筒形の柄（６８）は前記円形側壁（６０）の一つに組み込まれ、前記円形側壁（６０）を回転することにより、供給流量が調整されることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１１に記載された液体用遠心ポンプにおいて、カップ（６４）が吸入口（６２）が作られている前記円形側壁（６０）に取り付けられ、それは前記吸入口（６２）を覆い、半径方向に開口部（６６）が配置されていて、前記円形側壁（６０）を回転することで、液体の吸入流が変わることを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１２に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記円形側壁（５２）が回転可能であり、前記円形側壁（５２）を回転することにより、液体の供給流の方向が変わることを特徴とする。
【請求項１４】
請求項１３に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記円形の柄（８）はカップ（６４）が取り付けられている前記円形側壁（６０）に固定されていることを特徴とする。
【請求項１５】
請求項１４に記載された液体用遠心ポンプにおいて、３箇所の開口部（７０）が本質的に９０度に配置された前記円筒形の柄（６８）の中に作られており、カップ（６４）が取り付けられている円形の側壁（６０）を円筒形の壁（５２）に対し回転することにより、３個の位置が定義されていて、吸入流が供給流に対し０度、９０度あるいは２７０度、そして１８０度に向く様に、前記円筒形の柄（６８）の開口部（７０）が出口（５４）に位置し、そして前期各位置で、供給流は前記円形側壁（６０）を前記円筒形の壁（５２）に対して回転することにより、調節することを特徴とする。
【請求項１６】
前記いずれかの請求項に記載された液体用遠心ポンプにおいて、羽根の数が３個かあるいはそれ以上であることを特徴とする。
【請求項１７】
電気遠心ポンプであり、前記いずれかの請求項に記述された遠心ポンプ（１０）に結合された電気モーター（３０）を有することを特徴とする。
【請求項１８】
請求項１７に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記電気モーターは同期電気モーター（３０）であることを特徴とする。
【請求項１９】
請求項１８に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記同期電気モーター（３０）は電磁気からなる始動器と、前記遠心回転羽根車（４０）にハブ（４２）により軸方向に組み込んで結合された永久磁石（３２）からなる回転子を有することを特徴とする。
【請求項２０】
請求項３および請求項１９に記載された液体用遠心ポンプにおいて、前記回転子あるいは永久磁石（３２）があらかじめ定められた間隔  モーター・ケース（２０）の内部に止まった位置で取り付けられており、一方、電気モーター（３０）はオフで遠心回転羽根車（４０）は回転せず、回転子（３２）は残留電磁気のため始動器に対して中心に位置し、折り曲げられたつめ（４８）はモーター・ケース（２０）の前記円形壁（２２）に接触し、遠心羽根車（４０）が正しく始動することを保証することを特徴とする。
【請求項２１】
遠心ポンプの回転羽根車であり、前記いずれかの請求項に記述された特徴を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は羽根を有する液体用遠心ポンプに関するもので、曲線状の羽根を有し、例えば水槽中、食品産業、あるいは噴水中その他に使用されるものに関する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
この種類のポンプは、曲線の形をした複数の羽根が伸びている中心（ハブ）からなる遠心羽根車を有する。遠心羽根車は電気同期モーターに結合されており、水が入り、それによりモータを損傷するのを防ぐために密封されたモータの覆いを内部に有する。電気同期モーターは、電磁石でできた始動器と、全体として軸で遠心ポンプに結合された永久磁石で構成された回転部を有する。遠心ポンプは、円筒形をした一つの円筒形の壁と二つの円形の内壁を有する回転羽根車の覆いの内部に設置され、第一の円形の壁は、ポンプでくみ上げる液体の吸水口であって、軸方向の位置に作られており、第二の円形の壁はモータの覆いで規定される。
【０００３】
曲線の羽根を有する回転羽根車は一方向性であり、すなわち、それらは正しく動作するためにあらかじめ定められた回転方向を有し、直線形でかつ放射形の羽根を有する回転羽根車と異なる。実際、後者は軸対称の羽根車を有し、従って回転方向はポンプの機能に影響を与えない。
【０００４】
上記の様に、遠心ポンプは電気同期モータに結合されており、それは周知の通り、ある方向か、あるいは反対方向かは無関係に始動し得る。従って、曲線の羽根を有する羽根車の場合はポンプが誤った方向に回転を始め、従ってポンプが動作すること、あるいは始動することさえ妨げる可能性がおおいにあることは明らかである。
【０００５】
従って、上記の応用では、直線の羽根を有する羽根車が使用されている。しかしこのような羽根車は低効率である。
【０００６】
曲線の羽根を有する羽根車の場合は、ポンプがいつも正しく始動させるために異なる解決法が適用されており、例えば羽根車の羽根の自由端を、一方向にのみ折り曲げることが可能な柔軟性にとんだ材料で作り、従って正しいポンプの動作をさせるという方法である。
【０００７】
これらの、あるいは他の解決策は効率的ではあるが、製品の費用を極めて増加させ、特に必要な部品は小さく、あるいはとても小さくすらあるという事実を考慮すると、どのような複雑な積み重ねも生産時間そして最終的な費用に悪影響を与える。
【０００８】
もう一つの考慮すべき観点は、そのような解決策はポンプの適切な動作を減じるかもしれない、即ち、液体を汲み上げるのに損失を生じ、そして、そのような小型ポンプでは既に低効率であるポンプの総合的な効率効を減少させる。
【０００９】
直線形あるいは曲線形の羽根を有するポンプの効率の悪さは、羽根車の大きさや、それに結合された電気モータの大きさを増加させることを余儀なくし、特大のモーターを有することが必要になり、電気ポンプの大きさは顕著になることは明らかである。
【００１０】
使用できる空間が制限されているため、さらになによりも、全体として視覚に与える否定的な印象を避けるためにも、使用されるポンプの全体の大きさは制約されているので、電気ポンプの大きさは、主要な特徴で無かったとしても、重要な特徴である。
【００１１】
従って、本発明の目的は、従来の方法に比較し効率が著しく増加する曲線形の羽根を有する遠心ポンプを作成することである。
【００１２】
即ち、遠心回転羽根車は、同様の性能を有する従来技術のものと比較し小型であるばかりでなく、より少ないパワー、従ってより小型の電気モーターしか必要としない。
【００１３】
結論として、同じタイプと性能の他の電気ポンプの大きさに比較して、制限された大きさの電気ポンプは、たとえば水槽や噴水に有利に使用できるというように、製品全体の大きさが、製品を選択する主な性能を意味することになる。
【００１４】
この目的は、最初に記述したタイプの液体用遠心ポンプで実現されるものであり、即ち遠心ポンプで、内部に遠心羽根車が回転できるように取り付けられている回転羽根車の入る個所を有し、前記回転羽根車は、曲線の形をした複数の羽根が外に向かって伸びている中心（ハブ）を含み、各羽根は二つの円形の壁と円筒形をした一つの円筒形の壁で規定され、一方の前記円形の前記壁の上と、軸の位置には、ポンプでくみ上げる液体の吸水口があり、一方、円筒の壁には液体の出口があり、羽根のくぼみの一方にある前記曲線形の羽根と放射面に対して反対方向に折り曲げられた前記曲線形の羽根の一方の曲線端から伸びているつめで特徴付けられる。
【００１５】
このようにすることにより、折り曲げられたつめが一方向性の停止部品に当たることにより動きを止めるため、ポンプが動作しない方向の同期電気モーターの始動は防げられる。従って、モータは、即ち、ポンプの正しく動作する方向にあたる反対方向のみに始動できる、なぜならつめは一方向性の停止部品を通り越すからである。
【００１６】
さらに回転羽根車の特有な形のために、つまり折り曲げられたつめのために、回転羽根車の内部に流れる液体は、より定常的にかつ一様に導かれ、これにより遠心羽根車の羽根の間に起こる不可避の乱流を低減する。周知のように  何よりも、縮小された先端部と流量を有する非常に小さな大きさのポンプにおいては、ポンプに必要なパワーのうち無視できない量が、回転羽根車が通常動作中に生じる乱流や旋回運動に浪費される。
【００１７】
本発明のポンプでは、回転羽根車は液体を最適化された方法で導くことができるため、乱流や旋回運動は極めて低減され、そして、液体に与えられたエネルギーの浪費の主な要因である水力のロスは顕著に削減される。
【００１８】
この回転羽根車の組み立ては困難を伴わなず、これは従来技術の回転羽根車を組み立てるのに使用されるのと同じ工程を用い、追加の工程を導入することなく組み立てることが可能であるからである。
【００１９】
特に、遠心ポンプで、前記出口から流出する液体の量を調整するために、液体の流れを調整する手段を有し、手段は、前記回転羽根車の容器の前記円筒形の壁の内部に回転できるように取り付けられた円筒形の柄を有し、前記円筒形の柄は少なくとも１つの開口を有し、前記円筒形の柄あるいは前記円筒形の壁が回転した時、供給された液体が調整され、前記円筒形の柄が前記円筒形の壁に作られた出口に位置を揃えられた時の最大値から、円筒形の柄が出口を完全に閉じた時のゼロに調整する。
【００２０】
このような方法で、特定の要求に従って、ポンプにより提供される液体の流量を調整することができ、従って望ましくない損失を避け、しかし何よりも、異なる応用分野でポンプを使用することを可能にし、その上異なる流量を有する異なるポンプを建造するのを避けることができる。
【００２１】
他の利点は次の図面を参照しながら、実施例において示した下記の詳細説明から明らかであるが、これに限定することを目的としたものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１において、液体用、好ましい形態としては水用、の電気ポンプは、例えば水槽、噴水、食品産業、あるいは他の分野で使用されていて、符号８で示されている部分全体である。電気ポンプ８は、モーターの箱２０に収納された電気同期モーター３０に結合された遠心ポンプ１０を有する。
【００２３】
モータの箱２０は箱のような部品で、内部に電気モーター３０が、水が内部に入るのを防ぐために水から密閉された形態で収納されている。
【００２４】
同期電気モータ３０は、誘導電動機として働く電磁気で作られた始動機（図には示されていない）と接極子として働く永久磁石で作られた回転部３２を有する。
【００２５】
遠心ポンプ１０は、羽根車の箱あるいは渦巻き５０の中に収納された遠心回転羽根車４０を有する。遠心ポンプ４０は、曲線形の複数の羽根４４が固定された中心（ハブ）４２を有する。前記モーターあるいは永久磁石３２は軸方向に確実に遠心回転羽根車の中心（ハブ）３２に結合されている。
【００２６】
羽根の箱５０はカバー６０と、第１の円形端５２ａと第２の円形端５２ｂで区切られた一つの円筒形の壁５２を有する。第１の円形端５２ａをモーターの箱２０の上の円形の壁２２に取り付けることにより、円筒形の壁５２はモータの箱２０に回転できるよう取り付けられている。カバー６０は、円筒形の壁５２に回転できるように第２の円形端５２ｂで取り付けられている。
【００２７】
基本的に円形の開口部２４は、モーターの箱２０の円形の壁２２に作られていて、そこから遠心回転羽根車の中心（ハブ）４２が出ている。
【００２８】
遠心回転羽根車４０については、図２により良く示されているように、３個の同じ曲線形の羽根４４が中心（ハブ）４２に取り付けられている。各羽根４４は中心（ハブ）４２から伸びた２つの曲線と平行端４４ａ、４４ｂと終端４４ｃで規定されている。放射線状のつめ４６は、羽根４４のくぼみの横にある各羽根４４の曲線端４４ａから伸びている。
【００２９】
放射線状のつめ４６は、羽根に対して反対方向に折り曲げられて、つめ４８が伸びている曲線形の自由端４４ａで、中心（ハブ）３２に結合した終端を有する。折り曲げられたつめ４８の自由端４８ａはモーターの箱２０の円形の壁２２の近傍にあり、遠心回転羽根車４０が回転してる間、自由端４８ａは円形の壁２２の非常に近くを通過する。
【００３０】
一方向性の停止部品２６は、円形の壁２２の上に作られ、折り曲げられたつめ４８と相互に作用する。一方向性停止部品２６は突き出した部品からなり、片方は、円形の壁２２に対して徐々に上昇している外形により、そして反対側は、円形の壁２２に本質的に直角の外形により範囲を定められており、遠心回転羽根車４０が図２の矢印Ｆで示した方向に回転すると、つまり、折り曲げられたつめ４８の自由端４８ａが停止部品２６の徐々に上昇している外形に触れるときには、前記遠心回転羽根車４０は自由に回転でき、一方、反対方向の回転は、折り曲げられたつめの自由端４８ａが停止部品２６の直角の外形に触れるため、妨げられる。
【００３１】
遠心回転羽根車４０は矢印Ｆの方向のみに回転する、即ち、液体を押す凸型の外形で、正しい動作方向に回転する。
【００３２】
特に、回転部の組み立て部品３２と遠心回転羽根車４０は電気ポンプ８に、あらかじめ定められた間隔で取り付けられ、遠心羽根車４０や、モータの箱２０の内部の回転部３２が、羽根の箱５０に対して、少し軸方向に動き得る。
【００３３】
止まっている時には、電気モーター３０はオフで遠心羽根車４０は止まっていて、残留磁界のため回転部３２は始動器に対して中心に位置している。この状態では折り曲げられたつめ４８はモーター箱２０の円形の壁２２に接触しており、従って、遠心ポンプ１０の正しい始動を保証している。一方、電気モーター３０が始動すると、遠心回転羽根車４０は、矢印Ｆで示される正しい方向に回転し始めるが、折り曲げられたつめ４８に作用する流体力学の圧力は、つめが折り曲げられているためにモーターの箱２０の円形の壁２２の反対方向に向いた軸成分を持つ。
【００３４】
遠心回転羽根車４０と羽根車の箱５０の間に間隔があるため、遠心回転羽根車４０はモーターの箱２０の円形の壁２２から少し離れて動き、折り曲げられたつめ４８と一方向停止部品２６が接触しないようになっている。従って、折り曲げられたつめ４８と円形の壁２２の連続した接触による機械的な損失は除かれる。
【００３５】
図１において、円筒形の壁５２に作られた開口部５４は液体の出口に当たり、円筒形の導管５６に接続されていることを言及しておく。穴６２は覆い６０の中心部に作られ、液体の吸引取り込み口を形成している。カップ６４は穴６２と、従って吸引取り込み口を覆う、開口部６６が放射線状に配置されている覆い６０の上に取り付けられていて、覆い６０が回転すると、液体の吸入流の方向が変化する。
【００３６】
覆い６０は円筒形の壁５２の内部に回転できるように挿入されるように設計された円筒形のタグ６８を有する。開口部７０はタグ６８の上に作られ、覆い６０が回転すると、円筒形の壁５２に対して円筒形タグ６８も回転し、供給される液体の流れは、円筒形タグ６８の開口部７０が出口５４に位置した時の最大値から、円筒形タグ６８が完全に出口５４を閉じたときのゼロまで、調節される。このようにすることにより、遠心ポンプ１０で供給される液体の量を調整することが可能である。
【００３７】
特に三箇所の開口部７０は円筒形のタグ６８で作られており、タグはお互いに本質的に９０度の角度に調整されていて、覆い６０を円筒形の壁５２に対して回転することにより、吸入流の方向は、供給される流れに対し１８０度となり、０度、９０度、あるいは２７０度に向く。これらの各３つの位置において、円筒形の壁５２に対し、覆い６０を少し動かすことで、供給される流れは調節されることは明らかである。
【００３８】
さらに円筒形の壁６２は、モータの箱２０に対して回転可能であるため、供給される流れを同じ方向かつ同じ液体供給量に保ちながら、モータの箱２０を回転させて適切な形態の位置に置くことが可能である。
【００３９】
本発明のおかげで、遠心ポンプの始動はいつも正しい方向になり、反対方向の回転は防止され、直線の羽根よりも効率の良い曲線の外形の羽根を有する回転羽根車を使うことが可能である。
【００４０】
さらに、前に述べ、示したように、通常の遠心ポンプに比較して、特定の羽根の構造は、羽根が回転する際に生じる乱流による損失を低減する。
【００４１】
このようにポンプの構造と電気ポンプを適切にパワフルにすることができ、しかし同時に小型でもあることで、全体的な効率は顕著に増加する。
【００４２】
吸入する液体の流れの方向を供給される流れに対して、種々に帰られるデバイスのおかげでこれらのポンプと電気ポンプは多目的に使える。供給される液体の流れを調整を可能にするデバイスのおかげで、電気ポンプは、異なる流量が必要とされる異なる応用分野に使うことが可能になることで、多様性はさらに増加する。
【００４３】
概念的に機能的に同等な変更あるいは変化もこの発明の範囲に含まれることは明らかである。
【００４４】
組み立てを簡単にするために、円筒形の壁５２はモータの箱２０に直接固定することもできるが、供給される流れの方向に対し、モータの箱をどのような方向にも位置させることができる可能性を取り除くことになる。
【００４５】
覆い６０は円筒形の壁６８無しに、モータの箱２０の円形の壁２２に取り付けることもできる。この場合、モータの箱２０と円筒形の壁５２と覆い６０がどのような場合にも、お互い回転できることを考慮すると、吸入した液体の流れの方向は所望の方向に変えられるが、供給される流れの方向は０度、９０度、２７０度でかつモータの箱に対して１８０度となる。
【００４６】
最後に羽根の数は３個より多くても少なくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の記述に従った遠心ポンプを有する電気ポンプの３次元の分解組み立て図である。
【図２】図２は、図１の遠心ポンプの回転羽根車の３次元図である。
【図１】
2005523398.tif 000003
【図２】
2005523398.tif 000004
【国際調査報告】
2005523398.tif 000005
2005523398.tif 000006