(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ装着板（２２）と基板（２４）とを有する縦型吊り下げポンプのための吐出ヘッド（１０）であって、
軸受けハウジング（１４）及び、前記モータ装着板（２２）と前記基板（２４）を連結するように構成された支持体（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）からなるモータ支持体（１２）を有し、さらに、前記軸受けハウジング（１４）と前記支持体（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）を連結するように構成されたリブ支持体（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）を有する低たわみ構成要素（１２，１４）と、ここで、前記低たわみ構成要素（１２，１４）は前記吐出ヘッド（１０）の中心線（ＣＬ）に垂直な方向に適用された高配管力に応答し、実質的にたわまないように構成され、
前記高配管力に応答に際し、たわむように構成された吐出エルボ（１６）を有する少なくとも一つの高たわみ構成要素（１６）と、ここで、前記吐出エルボ（１６）は前記基板（２４）に連結され、
前記高たわみ構成要素（１６，２０）のたわみが前記低たわみ構成要素（１２，１４）へ実質的に伝達されないように、前記軸受けハウジング（１４）と前記吐出エルボ（１６）を連結し、圧力を封じ込めるように前記吐出ヘッドの前記中心線（ＣＬ）に垂直な前記方向にたわむように構成された可撓性要素（２０）と、
を備える、吐出ヘッド。
【請求項２】
前記可撓性要素（２０）は、蛇腹様の可撓性構造体（２０ａ）として構成され、ゴムを含む可撓性材料から作製されている、請求項１に記載の吐出ヘッド。
【請求項３】
前記モータ装着板（２２）及び前記基板（２４）を有する、請求項１に記載の前記吐出ヘッド（１０）と、
駆動軸（１３１）を回転させるように構成された縦型中実軸モータ（１３２）を有する第１のポンプ装置と、
前記駆動軸（１３１）の周りに配置されたカラム（１２７，１２９）を有し、前記駆動軸（１３１）に連結された回転羽根車を有するボウル組立体(１２６)を有する第２のポンプ結合体と、
前記第１のポンプ装置の前記縦型中実軸モータ（１３２）に連結するように構成されたモータ装着板（２２）、及び前記第２のポンプ結合体の前記カラム（１２７、１２９）に連結するように構成された前記基板（２４）と、
を備える、縦型ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出ヘッドに関し、より具体的には、縦型吊り下げポンプ型の吐出ヘッドに関する。
【０００２】
一例として、図１Ａは、既知の縦型吊り下げポンプ型を示し、それを構成する様々な部品及び構成要素の参照記号を含む。立位で動作し、かつポンプ圧送される液体又は流体中に沈められた回転羽根車を含むボウル組立体を用いる縦型吊り下げポンプは、当技術分野で既知である。更なる例として、読者は、このような縦型吊り下げポンプ型における構成のための吐出ヘッドを開示し、本発明の譲受人に譲渡され、かつ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第８，２２６，３５２号も参照されたい。
【０００３】
動作中、縦型ポンプの吐出ヘッドは、多くの場合、配管とポンプ吐出フランジとの間の接続部での膨張管継手からの高配管力に供される。これらの膨張管継手は、可撓性であるように設計されており、典型的には、ゴム要素から構成される。ポンプ吐出フランジの面に垂直な方向に生じる高配管力は、加圧時の膨張管継手要素のそれらの中心線軸に沿った弾性膨張の結果である。可撓性管継手が使用される場合、これらの力は、吐出圧力と継手の内径の投影面積の積にほぼ等しい。例えば、６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）に加圧された９１センチメートル（３６インチ）径の膨張管継手は、ポンプ吐出ヘッドに対して水平に作用する４５２，５４４Ｎ（１０１，７３６ｌｂｆ）に等しい配管力をもたらす。
【０００４】
標準吐出ヘッド設計に対して加えられた高配管力は、吐出ヘッドの著しいたわみを引き起こし、次いで、これが吐出ヘッドに装着された固定軸受のポンプ回転軸からの位置ずれを引き起こす。この内部ポンプ位置ずれは、高い機械振動及び軸上の軸受と軸受ジャーナルとの間の接触摩耗を引き起こす。結果として、ポンプの寿命が短くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吐出ヘッドに装着された軸受のポンプ回転軸からの位置ずれ並びに高い機械振動及び軸上の軸受と軸受ジャーナルとの間の接触摩耗を含む、高配管力からの望ましくない効果を低減する吐出ヘッド設計が当業界で必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、高配管力下でたわむ吐出ヘッドの一組の可撓性構成要素を、１つ以上の軸受を支持する吐出ヘッドの別の組の剛性構成要素から分離する、新規かつ独自の吐出ヘッド設計を提供する。たわむ可撓性構成要素は、ポンプ吐出フランジ及び吐出エルボであり、１つ以上の軸受を支持する剛性構成要素は、モータ支持体及び軸受ハウジングである。可撓性要素は、前者のたわみが後者に伝達されないように、吐出ヘッドの可撓性構成要素と剛性構成要素との間に挿入されてもよい。可撓性構成要素は、圧力を封じ込め、高配管力の方向である吐出ヘッドの中心線に垂直な方向に高度に可撓性であるように設計されてもよい。剛性構成要素は、内部ポンプ整列を維持するための設計であってもよく、製品の寿命が改善される。
【０００７】
可撓性要素設計を有するこの革新的な吐出ヘッド設計が縦型吊り下げポンプ型に使用される場合、その利点には、以下が含まれ得る。  
・ポンプに加えられる許容可能な配管力が増大し得るため、顧客の設置費用が低減される。  
・吐出エルボが、たわみの抑制ではなく材料応力値のみに基づいて設計されるため、ポンプ重量が低減される。  
・軸受での内部整列が高配管力下で維持されるため、ポンプの機械振動及び摩耗速度が低減される。  
・振動及び摩耗速度が低減されるため、ポンプの寿命サイクルが高まる。
【０００８】
具体的な実施形態の例  
本発明は、吐出ヘッドに垂直な方向に加えられた高配管力に応答して実質的にたわまない少なくとも１つの低たわみ構成要素と、高配管力に応答してたわむ少なくとも１つの高たわみ構成要素と、少なくとも１つの低たわみ構成要素と少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に、圧力を封じ込め、かつ吐出ヘッドの中心線に垂直な方向に高度に可撓性であるように構成された可撓性要素と、を特長とする、新規かつ独自の吐出ヘッドを提供する。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、吐出ヘッドは、以下のような特徴部のうちの１つ以上を含んでもよい。  
少なくとも１つの高たわみ構成要素は、ポンプ吐出フランジと吐出エルボとのある結合体を含んでもよい。
【００１０】
少なくとも１つの低たわみ構成要素は、モータ支持体と軸受ハウジングとのある結合体を含む、１つ以上の軸受を支持する構成要素を含んでもよい。
【００１１】
可撓性要素は、少なくとも１つの高たわみ構成要素のたわみが少なくとも１つの低たわみ構成要素に実質的に伝達されないように、少なくとも１つの低たわみ構成要素と少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に構成されてもよく、又は挿入されてもよい。
【００１２】
可撓性要素は、蛇腹様の可撓性構造体として構成されてもよく、エラストマー及び金属を含む任意の可撓性材料から作製されてもよい。
【００１３】
吐出ヘッドは、装着板及び基板を含んでもよく、モータ支持体は、装着板と基板を連結するように構成されてもよい。
【００１４】
吐出ヘッドは、リブ支持体を含んでもよく、軸受ハウジングは、リブ支持体に構成されてもよく、又は連結されてもよい。
【００１５】
吐出エルボは、基板に連結されてもよい。
【００１６】
可撓性要素は、軸受ハウジングを吐出エルボに連結するように構成されてもよい。
【００１７】
いくつかの実施態様によれば、本発明は、第１のポンプ装置、第２のポンプ結合体、及び新規かつ独自の吐出ヘッドを特長とする縦型ポンプの形態もとってもよい。第１のポンプ装置は、駆動軸を回転させるように構成されたモータ支持体上の縦型中実軸モータを含んでもよい。第２のポンプ結合体は、駆動軸を中心として配置されたカラムを含んでもよく、駆動軸に連結された回転羽根車を有するボウル組立体も含んでもよい。本明細書の記載事項と一致して、新規かつ独自の吐出ヘッドは、第１のポンプ装置のモータ支持体と第２のポンプ結合体のカラムを連結するように構成されてもよい。吐出ヘッドは、吐出ヘッドの中心線に垂直な方向に加えられた高配管力に応答して実質的にたわまない少なくとも１つの低たわみ構成要素と、高配管力に応答してたわむ少なくとも１つの高たわみ構成要素と、少なくとも１つの低たわみ構成要素と少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に、圧力を封じ込め、かつ吐出ヘッドの中心線に垂直な方向に高度に可撓性であるように構成された可撓性要素と、も含んでもよい。可撓性要素は、縦型ポンプの内部ポンプ整列が実質的に維持されるように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面には、図１Ａ〜４Ｂが含まれており、これらは必ずしも尺度通りに描かれていない。  
【図１Ａ】１つの既知の縦型吊り下げポンプ組立体の一例の図を示す。
【図１Ｂ】１つの既知の縦型吊り下げポンプ組立体の一例の図を示す。
【図２】本発明のいくつかの実施形態による新規の吐出ヘッド設計の一例の図である。
【図３】例えば、新規の吐出ヘッド設計の軸受ハウジングと吐出エルボとの間に配置された蛇腹様の構造体の形態で、図２に示される新規の吐出ヘッド設計の一部分を形成するように構成されてもよい、本発明のいくつかの実施形態による可撓性要素を示す写真の写しである。
【図４Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、新規の吐出ヘッド設計が内部に組み込まれた縦型吊り下げポンプの図である。
【図４Ｂ】品目番号による構成要素の一覧を含む索引及び図４Ｂに示される縦型吊り下げポンプに関する説明である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図２は、１０で一般に示される新規かつ独自の吐出ヘッドを示し、これは、  
吐出ヘッド１０の中心線ＣＬに垂直な方向に加えられた高配管力Ｆに応答して実質的にたわまない、少なくとも１つの低たわみ構成要素（例えば、１２で一般に示されるモータ支持体と軸受ハウジング１４との結合体を含む）と、  
高配管力Ｆに応答してたわむ少なくとも１つの高たわみ構成要素（例えば、吐出エルボ１６と吐出エルボフランジ１８との結合体を含む）と、  
少なくとも１つの低たわみ構成要素（要素１２、１４等）と少なくとも１つの高たわみ構成要素（要素１６、１８等）との間に、圧力を封じ込め、かつ吐出ヘッド１０の中心線ＣＬに垂直な方向に高度に可撓性であるように構成された可撓性要素２０と、を特長とする。
【００２０】
可撓性要素２０は、高たわみ構成要素１６、１８のたわみが低たわみ構成要素１２、１４に実質的に伝達されないように、低たわみ構成要素１２、１４と高たわみ構成要素１６、１８との間に構成されてもよく、配置されてもよく、又は挿入されてもよい。
【００２１】
吐出ヘッド１０は、装着板２２及び基板２４を含んでもよい。モータ支持体１２は、装着板２２と基板２４を連結するように構成された３つ以上の支持体（例えば、示されるような４つの支持体１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを含む）で構成されてもよい。
【００２２】
吐出ヘッド１０は、３つ以上のリブ支持体（例えば、示されるようなリブ支持体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを含む）も含んでもよく、軸受ハウジング１４は、示されるようなリブ支持体１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに構成されてもよく、又は連結されてもよい。
【００２３】
吐出エルボ１６は、同様に示されるような基板２４に構成されてもよく、連結されてもよく、又は付着されてもよい。
【００２４】
可撓性要素２０は、示されるように、かつ例えば図３に示されるものと一致して、軸受ハウジング１４を吐出エルボ１６に連結するように構成されてもよい。
【００２５】
例として、図３は、本発明のいくつかの実施形態による、軸受ハウジング１４と吐出エルボ１６との間に配置された蛇腹様の可撓性構造体２０ａの形態で構成された可撓性要素２０を示す。いくつかの実施形態によれば、蛇腹様の可撓性構造体２０ａは、ゴム等の可撓性材料から作製されてもよいが、本発明の範囲は、現在既知であるか、又は後に将来開発されるかのいずれかの他の型又は種類の可撓性材料を使用することを含むよう意図されている。
【００２６】
更なる例として、蛇腹様の可撓性構造体２０ａは、２つのフランジ様要素２０ｂ及び２０ｃで構成されてもよく、連結要素２１ａ及び２１ｂは、２つのフランジ様要素２０ｂ及び２０ｃをそれぞれ軸受ハウジング１４及び吐出エルボ１６に示されるように（例えば、その１つが参照ラベル２３で示されるナットとボルトの結合体を使用して）固定するように構成されてもよい。示されるように、ボルトは、軸受ハウジング１４及び吐出エルボ１６から延在するように構成されているが、軸受ハウジング１４及び吐出エルボ１６内に螺嵌するボルトの実施形態が想定されており、本発明の範囲は、このボルトを含むよう意図されている。
【００２７】
蛇腹様の可撓性構造体２０ａが特定の真空条件下で陥没するのを防止するために提供されてもよい１つ以上の内部金属要素（図示せず）の実施形態も想定されており、本発明の範囲は、この１つ以上の内部金属要素を含むよう意図されている。
【００２８】
新規の吐出ヘッド１０がこのような縦型ポンプ内に構成される場合、可撓性要素２０は、縦型ポンプの内部ポンプ整列が、特に高配管力に応答して実質的に維持されるように構成されてもよく、これは、先行技術の吐出ヘッドに対する改善を提供する。
【００２９】
図４Ａ及び４Ｂ  
図４Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、新規の吐出ヘッド設計が内部に組み込まれた縦型吊り下げポンプの図である。例えば、要素１１８によって特定されるヘッド膨張継手を参照されたい。更に、構成要素の一覧を含む索引を示す図４Ｂを参照されたい。
【００３０】
発明の範囲  
本明細書に特に指示がない限り、本明細書の特定の実施形態に関して記載された特徴部、特徴、代替物、又は修正のうちのいずれも、本明細書に記載の任意の他の実施形態に適用され、使用され、又は組み込まれてもよいことを理解されたい。また、本明細書の図面は、尺度通りに描かれていない。
【００３１】
本発明がその例示的な実施形態に関して説明及び例証されてきたが、上記の及び様々な他の追加及び省略は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明において、かつ本発明に対して行われ得る。
以下に、出願当初の請求項の記載を付記として、記載する。
付記１
吐出ヘッドであって、
前記吐出ヘッドの中心線に垂直な方向に加えられた高配管力に応答して実質的にたわまない少なくとも１つの低たわみ構成要素と、
前記高配管力に応答してたわむ少なくとも１つの高たわみ構成要素と、
前記少なくとも１つの低たわみ構成要素と前記少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に、圧力を封じ込め、かつ前記吐出ヘッドの前記中心線に垂直な前記方向に高度に可撓性であるように構成された可撓性要素と、を備える、吐出ヘッド。  
付記２
前記少なくとも１つの孔変更構成要素が、ポンプ吐出フランジと吐出エルボとのある組合体を備える、付記１に記載の吐出ヘッド。  
付記３
前記少なくとも１つの低たわみ構成要素が、モータ支持体と軸受ハウジングとのある組合体を含む、１つ以上の軸受を支持する構成要素を備える、付記２に記載の吐出ヘッド。
付記４
前記少なくとも１つの低たわみ構成要素が、モータ支持体と軸受ハウジングとのある組合体を含む、１つ以上の軸受を支持する構成要素を備える、付記１に記載の吐出ヘッド。
付記５
前記少なくとも１つの高たわみ構成要素のたわみが前記少なくとも１つの低たわみ構成要素に実質的に伝達されないように、前記可撓性要素が、前記少なくとも１つの低たわみ構成要素と前記少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に構成されているか、又は挿入されている、付記１に記載の吐出ヘッド。  
付記６
前期可撓性要素が、蛇腹様の可撓性構造体として構成されており、ゴムを含む可撓性材料から作成されている、付記１に記載の吐出ヘッド。  
付記７
全機吐出ヘッドが、装着板及び基盤を備え、前記モータ支持体が、前記装着板と前記基板を連結するように構成されている、付記３に記載の吐出ヘッド。  
付記８
全機吐出ヘッドが、リブ支持体を備え、前記軸受ハウジングが、前記リブ支持体に対して構成されている、付記７に記載の吐出ヘッド。  
付記９
全機吐出エルボが、前記基板に連結されている、付記８に記載の吐出ヘッド。  
付記１０
前記可撓性要素が、前記軸受ハウジングを前記吐出エルボに連結するように構成されている、付記９に記載の吐出ヘッド。  
付記１１
縦型ポンプであって、
駆動軸を回転させるようにモータ支持体上に構成された縦型中実軸モータを有する第１のポンプ配置と、
前記駆動軸を中心として配置されたカラムを有し、前記駆動軸に連結された回転羽根車を有するボウル組立体を有する第２のポンプ組合体と、
前記第１のポンプ配置の前記モータ支持体と前記第２のポンプ配置の前記カラムを連結するように構成された吐出ヘッドであって、
前記吐出ヘッドの中心線に垂直な方向に加えられた高配管力に応答して実質的にたわまない少なくとも１つの低たわみ構成要素と、
前記高配管力に応答してたわむ少なくとも１つの高たわみ構成要素と、
前記少なくとも１つの低たわみ構成要素と前記少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に、圧力を封じ込め、かつ前記吐出ヘッドの前記中心線に垂直な前記方向に高度に可撓性であるように構成された可撓性要素と、を備える、吐出ヘッドと、を備える、縦型ポンプ。  
付記１２
前記少なくとも１つの高たわみ構成要素が、ポンプ吐出フランジと吐出エルボとのある組合体を備える、付記１１に記載の縦型ポンプ。  
付記１３
前記少なくとも１つの低たわみ構成要素が、モータ支持体と軸受ハウジングとのある組合体を含む、１つ以上の軸受を支持する構成要素を備える、付記１２に記載の縦型ポンプ。  
付記１４
前記少なくとも１つの低たわみ構成要素が、モータ支持体と軸受ハウジングとのある組合体を含む、１つ以上の軸受を支持する構成要素を備える、付記１１に記載の縦型ポンプ。  
付記１５
前記少なくとも１つの高たわみ構成要素のたわみが前記少なくとも１つの低たわみ構成要素に実質的に伝達されないように、前記可撓性要素が、前記少なくとも１つの低たわみ構成要素と前記少なくとも１つの高たわみ構成要素との間に構成されているか、又は挿入されている、付記１１に記載の縦型ポンプ。  
付記１６
前記可撓性要素が、蛇腹様の可撓性構造体として構成されており、ゴムを含む可撓性材料から作製されている、付記１１に記載の縦型ポンプ。  
付記１７
全機吐出ヘッドが、装着板及び基盤を備え、前記モータ支持体が、前記装着板と前記基板を連結するように構成されている、付記１３に記載の縦型ポンプ。  
付記１８
全機吐出ヘッドが、リブ支持体を備え、前記軸受ハウジングが、前記リブ支持体に対して構成されている、付記１７に記載の縦型ポンプ。  
付記１９
前記吐出エルボが、前記基板に連結されている、付記１８に記載の縦型ポンプ。  
付記２０
前記可撓性要素が、前記軸受ハウジングを前記吐出エルボに連結するように構成されている、付記１９に記載の縦型ポンプ。
【図１Ａ】
0006556737.tif 000002
【図１Ｂ】
0006556737.tif 000003
【図２】
0006556737.tif 000004
【図３】
0006556737.tif 000005
【図４Ａ】
0006556737.tif 000006
【図４Ｂ】
0006556737.tif 000007