(57)【要約】【課題】回転軸の交換を容易するとともに、交換コストの低減を図る。【解決手段】回転ポンプ１は、円柱形のポンプ室Ｐを有するポンプケーシング２と、軸方向の位置が周方向に沿って周期的に変化する波形翼３２を備えたロータ３であって、波形翼３２の周縁と頂点をそれぞれポンプ室Ｐの周面と両端面に摺接させてポンプ室Ｐに収容したロータ３と、ロータ３に連結した回転軸７をポンプケーシング２に支承するベアリング５１と、ベアリング５１とロータ３の間で回転軸７をシールするシール部材８４とを備えている。回転軸７はベアリング５１とシール部材８４の間で分割されてねじ結合してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形のポンプ室を有するポンプケーシングと、軸方向の位置が周方向に沿って周期的に変化する波形翼を備えたロータであって、波形翼の周縁と頂点をそれぞれポンプ室の周面と両端面に摺接させてポンプ室に収容したロータと、該ロータに連結した回転軸をポンプケーシングに支承するベアリングと、該ベアリングとロータの間で回転軸をシールするシール部材と、ポンプ室の周面に開口すべくポンプケーシングに設けた給排出路と、波形翼にゲートを係合させて給排出路の間を遮断し、ロータの回転にともなってゲートを軸方向に往復動させるゲート機構とを備えた回転ポンプにおいて、回転軸をベアリングとシール部材の間で分割するとともに、分割した回転軸を着脱自在に結合したことを特徴とする回転ポンプ。
【請求項２】
分割した回転軸のうちの一方は小径の雄螺子部を形成するとともに、他方は雌螺子部を有する段付き孔を形成し、他方の回転軸の段付き孔で一方の回転軸をガイドしながら雄螺子部を雌螺子部に螺入することを特徴とする請求項１に記載の回転ポンプ。
【請求項３】
ポンプケーシングのポンプ室に面する部分を着脱自在なリッドで構成するとともに、回転軸の先端部にロータをナット部材で締結固定し、該ナット部材の円周部を嵌合させるガイド部をリッド内面に設けたことを特徴とする請求項２に記載の回転ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として粉体の混入したスラリー状の流体の圧送に使用する回転ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転ポンプとしては、円柱形のポンプ室を有するポンプケーシングと、軸方向の位置が周方向に沿って周期的に変化する波形翼を備えたロータであって、波形翼の周縁と頂点をそれぞれポンプ室の周面と両端面に摺接させてポンプ室に収容したロータと、ポンプ室の周面に開口すべくポンプケーシングに設けた給排出路と、波形翼にゲートを係合させて給排出路の間を遮断し、ロータの回転にともなってゲートを軸方向に往復動させるゲート機構とを備えたものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−３７４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この回転ポンプでは、回転軸の一端部にロータを連結するとともに、回転軸の他端部をベアリングを介してポンプケーシングに支持してある。また、ポンプ室から漏出した液体がベアリングに達するのを防止するため、ベアリングとロータの間にシール部材を設けて回転軸のシールを行なっている。
【０００４】
ところで、ポンプ室から漏れ出した液体が有機溶剤を含んでいる場合、シール部材は膨潤や溶解の虞のないフッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）製のものを用いる必要がある。また、細かい固体粒子が液体に含まれている場合もあるが、いずれの場合も、シール部材との擦接により回転軸の摩耗が生じる。磨耗がある程度進行した段階で回転軸を新しいものと交換しなければならなくなる。しかし、回転軸の他端部にはベアリングが設けてあるため、回転軸の交換に際してベアリングの取り外しと取り付けを行わなければならず、作業が面倒である。また、回転軸の一部が磨耗するだけなのに、回転軸の全部を交換しなければならず、コスト的にも問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、回転軸の交換が容易で、交換コストの低減が可能な回転ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、円柱形のポンプ室を有するポンプケーシングと、軸方向の位置が周方向に沿って周期的に変化する波形翼を備えたロータであって、波形翼の周縁と頂点をそれぞれポンプ室の周面と両端面に摺接させてポンプ室に収容したロータと、該ロータに連結した回転軸をポンプケーシングに支承するベアリングと、該ベアリングとロータの間で回転軸をシールするシール部材と、ポンプ室の周面に開口すべくポンプケーシングに設けた給排出路と、波形翼にゲートを係合させて給排出路の間を遮断し、ロータの回転にともなってゲートを軸方向に往復動させるゲート機構とを備えた回転ポンプにおいて、回転軸をベアリングとシール部材の間で分割するとともに、分割した回転軸を着脱自在に結合したことを特徴とする。
【０００７】
分割した回転軸のうちの一方は小径の雄螺子部を形成するとともに、他方は雌螺子部を有する段付き孔を形成し、他方の回転軸の段付き孔で一方の回転軸をガイドしながら雄螺子部を雌螺子部に螺入するのが好ましい。
【０００８】
ポンプケーシングのポンプ室に面する部分を着脱自在なリッドで構成するとともに、回転軸の先端部にロータをナット部材で締結固定し、該ナット部材の円周部を嵌合させるガイド部をリッド内面に設けるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転軸の交換に際し、ベアリングで支持された部分から磨耗した部分を取り外し、新しいものを取り付ければよいので、ポンプケーシングに対してベアリングを着脱する手間が省け、作業が容易になる。
【００１０】
また、回転軸の磨耗した部分だけの交換で済み、コスト的にも有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の回転ポンプの断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
この回転ポンプ１は、円柱形のポンプ室Ｐを有するポンプケーシング２と、ポンプ室Ｐ内に収容されたロータ３とを備えている。
【００１２】
ポンプケーシング２は、有底円筒形のケーシング本体２１と、ケーシング本体２１のポンプ室Ｐに面する部分を着脱自在にしたリッド２２とで構成されており、ケーシング本体２１の端部にリッド２２をボルト２３で締結することにより、内部に略円柱形状の中空部であるポンプ室Ｐが形成される。ケーシング本体２１には、ポンプ室Ｐの周面Ｐ３に開口してポンプ室Ｐに液体を供給する供給路２４と、ポンプ室Ｐの周面Ｐ３に開口してポンプ室Ｐから液体を排出する排出路２５とが形成されている（図２参照）。これら供給路２４及び排出路２５は、断面円形に形成されており、その内径は、ポンプ室Ｐの周面Ｐ３の高さよりも小さく形成されている。また、ポンプケーシング２の供給路２４の接続部と排出路２５の接続部との間には、ポンプ室Ｐの上下の端面Ｐ１,Ｐ２と直交する方向に長手のゲート室Ｇが設けられている。
【００１３】
ロータ３は、図３に示すように、回転軸７を挿通するハブ部３１と、そのハブ部３１から全周にわたって半径方向外方に同じ長さだけ延び且つ軸方向位置が位相とともに連続的に変化する波形翼３２とを有している。波形翼３２は、軸方向の高さが最も高い凸頂部３２ａと高さが最も低い凹頂部３２ｂとを交互にそれぞれ２つずつ持つ完全サイクルを有している（図６参照）。なお、ハブ部３１の中心には後述する回転軸７を挿入するための中心孔３３が形成されている。
【００１４】
ポンプ室Ｐの上下の端面Ｐ１,Ｐ２は、ロータ３の波形翼３２の凸頂部３２ａ及び凹頂部３２ｂの頂点がそれぞれ摺接するように形成されている。また、ポンプ室Ｐの周面Ｐ３は、波形翼３２の周縁３２ｅが摺接するように形成されている。
【００１５】
供給路２４と排出路２５の間には、波形翼３２によって画成される供給路２４側の空間と排出路２５側の空間とを遮断するゲート機構４が設けられている（図６参照）。このゲート機構４は、ゲート４１と、ゲート４１をガイドするゲートガイド４２とで構成されている。ゲート４１は、図４に示すように、長方形状の板部材の下方中央に、ロータ３の波形翼３２に係合する切り欠き４１ａが設けられている。ゲートガイド４２は、ゲート室Ｇに気密に嵌入する略四角柱形状部材に、ゲート４１を軸方向にガイドするための溝状のガイド部４２ａ（軸方向）と、ポンプ室Ｐの供給路２４側と排出路２５側とを連通させるための連通部４２ｂ（周方向）とが形成されている。
【００１６】
ゲート４１の切り欠き４１ａは、ロータ３の波形翼３２に係合して、波形翼３２の表裏両面及び周縁３２ｅに気密に接触し、ロータ３の回転による波形翼３２の軸方向位置の変位に伴って、ゲート４１がゲートガイド４２のガイド部４２ａに案内されて軸方向に往復動する。これにより、ゲート４１が常にゲートガイド４２の連通部４２ｂを遮断するので、ポンプ室Ｐの供給路２４側の空間と排出路２５側の空間とが遮断される。
【００１７】
ポンプケーシング２は、円筒状の軸箱部５をケーシング本体２１の端部に備え、この軸箱部５にボルト６１で締結された取付板６を介して床板等に設置される。軸箱部５の内部にベアリング５１を設けてロータ３の回転軸７を軸支してある。具体的には、軸箱部５にベアリング５１を嵌入し、回転軸７にナット５２を螺着してベアリング５１の内側部材に締結固定してある。なお、軸箱部５はボルト６１でケーシング本体２１に固定してある。
【００１８】
回転軸７は、その先端部をロータ３のハブ部３１にスプライン結合し、その先端の雄螺子部７ａにナット部材８１を螺着してロータ３を固定してある。さらに、リッド２２の内面にリング状のガイド部材８２を固設してナット部材８１の円周部８１ａを嵌合させてある。なお、回転軸７は図外のモータで駆動される。
【００１９】
ケーシング本体２１には、回転軸７を挿通するスリーブ８３が固設してあり、その内部にシール部材８４を配設して回転軸７をシールしてある。これによって、ポンプ室Ｐから漏出した液体がベアリング５１に達するのを防止している。
ところで、回転軸７はベアリング５１とシール部材８４の間で分割してねじ結合してある。すなわち、シール部材８４側の分割軸７０は小径の雄螺子部７０ａを分割面に形成する一方、ベアリング５１側の分割軸７１は雌螺子部７１ａを有する段付き孔７１ｂを分割面に形成してある。そして、分割軸７１の段付き孔７１ｂで分割軸７０をガイドしながら雄螺子部７０ａを雌螺子部７１ａに螺入してある。
【００２０】
次に、この回転ポンプ１の作用について説明する。
図外のモータの駆動により回転軸７が回転（図２において反時計回り）すると、回転軸７に接続されているロータ３がポンプ室Ｐ内で回転する。そして、この回転の開始と同時に、供給路２４に対して液体が供給され、ロータ３のポケット空間、すなわち、ロータ３の２つの凸頂部３２ａ間の波型翼表面３２ｃとポンプ室Ｐの上端面Ｐ１とで囲まれた空間及び、ロータ３の２つの凹頂部３２ｂ間の波型翼裏面３２ｄとポンプ室Ｃの下端面Ｐ２とで囲まれた空間に液体が充填される。こうして充填された液体は、ロータ３の回転によりポンプ室Ｐを通って排出路２５側に移送される。なお、図６はロータ３の波形翼３２、供給路２４、排出路２５、ポンプ室Ｐおよびゲート４１を模式的に示した図で、本来円筒状、円形状の各部を平面上に展開し、動作をわかりやすくしたものである。
【００２１】
ところで、回転軸７はシール部材８４との擦接により摩耗するため、磨耗がある程度進行した段階で回転軸７を新しいものと交換しなければならない。回転軸７は、上述のようにベアリング５１とシール部材８４の間で分割してねじ結合してあるので、交換に際しては、ベアリング５１側の、磨耗した部分７０だけを新しいものと取り換えればよい。
【００２２】
すなわち、ケーシング本体２１からリッド２２を取り外し、回転軸７の先端のナット部材８１を取り外し、ボルト６１を緩めてケーシング本体２１と軸箱部５の結合を解除する。その後、回転軸７から波形翼３２を取り外し、分割軸７１から分割軸７０を取り外し、新しい分割軸７０を分割軸７１に取り付ければよい。つまり、ベアリング５１側の、磨耗していない分割軸７１は軸箱部５から取り外さなくてもよいので、ケーシング本体２１に対してベアリング５１を着脱する手間が省け、作業が容易になる。また、シール部材８４側の、磨耗した分割軸７０だけの交換で済むので、コスト的にも有利になる。
【００２３】
さらに、分割軸７０,７１の結合に際して、分割軸７１の段付き孔７１ｂで分割軸７０をガイドしながら雄螺子部７０ａを雌螺子部７１ａに螺入するようにしてあるので、回転軸７として必要な同芯度の確保が容易になる。
【００２４】
また、リッド２２にガイド部材８２を固設して回転軸７の先端を支持しているので、キャビテーションの発生によりロータ３に不均一な荷重がかかった場合でも、回転軸７の曲げがガイド部材８２で規制され、ロータ３がポンプハウジング２に押し付けられなくなり、波形翼３２の摩耗や傷の発生が防げる。
【００２５】
ところで、シール部材８４との擦接による回転軸７の磨耗を防止するためには、回転軸７にカラーを装着しておけばよいが、その場合、次のような問題が生じる。
すなわち、回転軸７として必要な剛性を確保するためには、回転軸７のカラー装着部分だけを小径にすることはできないので、回転軸７の直径が事実上カラーの肉厚分だけ大きくなる。いま、ポンプハウジング２の大きさを一定に保とうとすると、波形翼３２の直径も一定に保たなければならず、回転軸７の直径が大きくなった分だけ波形翼３２の有効径が小さくなり、ロータ３の1回転当たりの吐出量が小さくなる。ここで、従前と同量の吐出量を確保しようとすると、波形翼３２の回転速度を大きくする必要があるため、キャビテーションが発生し易くなるばかりでなく、シール部材８４の摩耗も激しくなる。
【００２６】
なお、本発明は以上の実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の回転ポンプの断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】（ａ）はロータの断面図、（ｂ）はロータの側面図。
【図４】（ａ）はゲートの側面図、（ｂ）はゲートの平面図、（ｃ）はゲートの正面図。
【図５】（ａ）がゲートガイドの側面図、（ｂ）はゲートの正面図。
【図６】波形翼のポンプ作用を説明する図。
【符号の説明】
【００２８】
１      回転ポンプ
２      ポンプハウジング
３      ロータ
４      ゲート機構
５      軸箱部
７      回転軸
２１    ケーシング本体
２２    リッド
３２    波形翼
３２ａ  凸頂部
３２ｂ  凹頂部
３２ｅ  周縁
４１    ゲート
４２    ゲートガイド
５１    ベアリング
５２    ナット
７０    分割軸
７０ａ  雄螺子部
７１    分割軸
７１ａ  雌螺子部
７１ｂ  段付き孔
８１    ナット部材
８１ａ  円周部
８２    ガイド部材
８３    スリーブ
８４    シール部材
Ｐ      ポンプ室
Ｇ      ゲート室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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