(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と液体の混合物を排出するための第一ステージ排出口と；
前記気体を前記液体から分離するためのステージ間導管と；
分離された気体と液体を前記第二ステージに別々に流入させるための分離した第二ステージ気体および液体流入口とからなる二段液体リングポンプ。
【請求項２】
前記第二ステージはあらかじめ設定された方向に回転するロータを備え、前記第二ステージ液体流入口は前記ロータの回転方向において前記第二ステージ気体流入口より下流にある請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第二ステージ液体流入口はロータの回転方向において前記第二ステージ気体流入口の終端より約４０°先方にある請求項２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、液体リングポンプに係り、特に直列に接続された２つの気体ポンプステージを有する液体リングポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二段液体リングポンプは、例えば、オルセンらによる米国特許第４５２１１６１号によって知られている。この種の一般的なポンプにおいては、気体と液体の混合物を第一のステージから放出し、第二のステージの流入口に通流させる。この混合物内の液体は、第二のステージ内において全般的に（例えば、第二のステージから気体と共に放出される液体を生成するため）必要とされる。しかしながら、第一のステージからの混合物内の液体が第二のステージの流入口をある程度閉鎖し、これによってポンプが達成し得る圧力差を低下させ、その容積能力を低下させ、および／または動力の要求を増大させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の観点から、本発明の目的は、改良された二段液体リングポンプを提供することである。
【０００４】
本発明のより具体的な目的は、二段液体リングポンプの圧力範囲ならびに容積能力を増加させ、また動力の要求を削減することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のこれらおよびその他の目的は、本発明の原理に従って、ステージ間構造が第一のステージから放出された気体と液体の分離を促進する二段液体リングポンプを提供することによって克服される。さらに、分離された気体および液体をそれぞれ第二のステージに通流させるための分離した流入口を設ける。このことにより、第一のステージからの液体による第二ステージの気体流入口のいかなる閉鎖も防止することができる。
【０００６】
さらに、本発明の特徴、その本質と種々の利点は、添付の図面ならびに次に述べる好適な実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【０００７】
【実施例】
液体リングポンプの構造、ならびに二段液体リングポンプの構造についても既知であるため、これらのポンプの構造上および動作上の詳細な説明の全てを繰り返すことは不要であろう。図１および２に示されている説明的なポンプ１０が基本的に前記のオルセンらの特許に示され、説明されているポンプと類似であることを述べれば充分であり、この特許はここで参照として組み入れられている。オルセンらの特許のポンプとの比較を容易にするため、オルセンらのポンプの要素と同等である本発明のポンプの要素はオルセンらの特許に記載されたものと同じ参照符号で示している。本発明のポンプにおける新規の要素ならびにオルセンらの特許において参照符号がつけられていない要素は２から始まる３桁の参照符号で示している。
【０００８】
図２に示されるように、ポンプ１０の第一のステージ１２は右側、第二のステージ１４は左側にある。第一のステージ１２は、気体流入口１６からの気体を中間圧力までポンピングし、さらに、この気体およびいくらかの過剰なポンプ液をステージ間導管２６を介して第一ステージから排出する。図２に示されるように、この気体および液体の混合物は、導管２６に沿って右から左に通流する。
【０００９】
気体および液体の混合物が第一ステージ１２から排出されて導管２６に沿って通流する間、この混合物の重い液体成分が重力作用のため導管の底部方向に降下する傾向がある。導管２６の第二ステージ１４に近接する部分は下方に傾斜するランプ２２６ａを備えており、これが導管の下方に押し下げられた底部２２６ｂに通じている。導管２６を介して通流する液体は気体から分離し、押し下げられたランプ２２６ａを通じて低部２２６ｂに降下する傾向がある。他方、気体は押し下げられた低部２２６ｂより上方の導管２６の上部において液体の上方に滞留する傾向がある。
【００１０】
第二ステージの先頭部１００内において、導管２６の上部は第二ステージ気体流入通路１０４に接続する。通路１０４は第二ステージのポート部材９０内の気体流入通路９４に通じている。気体は通路９４から第二ステージ気体流入ポート２９２を介して第二ステージの作用領域に充填される（流入ポート２９２は、本発明に係る新規要素ではないが、前記のオルセンらの特許においては示されていない。したがって、２００番台の３桁の参照符号で示す。）。通路１０４は導管２６の上部のみに接続しているため、通路１０４には導管２６から液体が流入しないか、あるいはごくわずかの液体が流入するだけである。代わりに、通路１０４には導管２６から初期の気体が流入する。このことは、ポート２９２を介して第二ステージに流入する液体量を大幅に削減する。導管２６からの液体によるポート２９２の閉鎖は実質的に削減あるいは阻止される。
【００１１】
導管２６からポート２９２を介して第二ステージへの液体の流入に代えて、以下に説明するように、第二ステージ先頭部材１００および第二ステージポート部材９０内にまったく別の液体通路が設けられる。導管２６の下方に押し下げられた部分２２６ｂは、第二ステージ先頭部材１００内の液体通路２０４に接続する。通路２０４は第二ステージポート部材９０内の液体通路２９４に接続する。通路２９４は、ポート部材９０内のポート２９２ａに通じており、これにより第二ステージ気体流入ポート２９２からの液体が通路２９４を介して下方（第二ステージのロータ回転刃８２の回転方向）の第二ステージ１４の作用領域に通流することを可能にする。したがって、導管２６からの液体のほとんどが押し下げられた導管部分２２６ｂ、通路２０４および２９４を通じて下方に通流し、気体流入ポート２９２の下流にある独立した液体流入ポート２９２ａを介して第二ステージ１４内に流入する。液体流入ポート２９２ａが分離しており、また気体流入ポート２９２の下流にあることから、単一の流入ポートを介して気体および液体の両方を第二ステージに流入させる従来方式における難点を実質的に防止することができる。これによって、従来方式に比して、ポンプ能力が実質的に向上する。
【００１２】
ここで記載されている説明的な実施例において、第二ステージの“ランド”線はロータシャフト２８の中央縦軸線から垂直かつ直線的に延在している（“ランド”とは、ロータブレード８２の放射外側部分がポンプの固定ハウジング２０にもっとも近づく位置である。ランド線は、ロータシャフトの軸線からランド位置へ放射状に外側へ延在している。）。図１に示されているように、ロータは時計方向に動く。ランドからロータ回転方向への測定角度において、特に好適な第二ステージ液体流入ポート２９２ａの位置は約２００°である。この例を続けると、第二ステージの気体流入ポートは約２０°で始まって約１６０°で閉じることが出来る。第二ステージの気体排出ポート（ここには示されていないが、前述のオルセンらの特許のポート９６に同等である）は、約２５８°で始まって、約３４０°で閉じることができる。これらの全ての角度は単に参考例であり、必要に応じて他の角度を使用することができる。
【００１３】
既に述べたように、先に言及されていない以下の各要素は前記のオルセンらの特許における同符号の要素と同等である：排出口１８、第一ステージの固定ハウジング２２、第二ステージの固定ハウジング２４、ステージ間シュラウド３６、先頭部材６０、ベアリングアセンブリ７０、環状シュラウド８０、ベアリングアセンブリ１１０。
【００１４】
前述の説明は単に本発明の原理の説明のためのものであり、当業者においては、本発明の範囲および精神を逸脱することなく種々の設計変更をなし得ることが理解されよう。例えば、本発明はポート部材９０として円錐台形のポート部材を使用するポンプとして説明されているが、本発明は他の形状のポート部材を有するポンプにも同様に適用できる。他の既知の形状の例は、円筒状ポート部材および平板状ポート部材である。平板状ポート部材は、ルーマンの米国特許第３１０８７３８号、フィッチの米国特許第４１３２５０４号、ハービックの米国特許第４３２３３３４号、アウシュラットの米国特許第４６８５８６５号等に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二段液体リングポンプの説明的な実施例を示す部分断面図であって、図２の左方から見た図である。
【図２】図１に示されたポンプの別の部分断面図であって、図１の右方から見た図である。
【符号の説明】
１０  ポンプ
１２  第一ステージ
１４  第二ステージ
１６  気体流入口
１８  流出口
２０，２２，２４  固定ハウジング
２６  導管
２８  ロータシャフト
３６  ステージ間シュラウド
６０  先頭部材
７０，１１０  ベアリングアセンブリ
８０  環状シュラウド
８２  ロータブレード
９０  ポート部材
９４，１０４，２０４，２９４  通路
１００  第二ステージ先頭部材
２２６ａ  ランプ
２２６ｂ  底部
２９２  気体流入口
２９２ａ  液体流入口
【図１】
0004050373.tif 000002
【図２】
0004050373.tif 000003