(57)【要約】  カッティングホイール（２０）と前部カッター（２６）とを有するポンプにおいて、前記前部カッターは、前記カッティングホイールから軸方向に突出するシャフト部（２４）により駆動するとともに、前記シャフト部（２４）から半径方向に延在する複数の羽根部（２８）を有し、前記羽根部（２８）は、前記シャフト部（２４）における軸方向の配置が相違する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッティングホイール（２０）と前部カッター（２６）とを有するポンプにおいて、
前記前部カッターは、前記カッティングホイールから軸方向に突出するシャフト部（２４）により駆動するとともに、前記シャフト部（２４）から半径方向に延在する複数の羽根部（２８）を有し、
前記羽根部（２８）は、前記シャフト部（２４）における軸方向の配置が相違することを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記羽根部（２８）が前記シャフト部（２４）の外周に隣接する基部（３０）は、前記シャフト部の軸方向に対して互いにオフセットされている請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記羽根部（２８）は、前記シャフト部（２４）の軸に対して異なる角度をなす請求項１又は２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記前部カッター（２６）はＮ個の羽根部（２８）を有し、
前記羽根部は、前記シャフト部（２４）の軸に直角な面に投影した場合に、前記シャフト部（２４）の軸を中心にして３６０／Ｎ度の回転対称となるように配置及び形成されている請求項１〜３ノイズ劣化一項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記Ｎが２である請求項４に記載のポンプ。
【請求項６】
前記シャフト部（２４）の端末部に近接する基部（３０）の前記羽根部（２８）は、前記シャフト部の軸と鈍角をなし、当該羽根部の端部が前記カッティングホイール（２０）から軸方向に離れるように指向し、他の羽根部（２８）は前記シャフト部（２４）と鋭角をなす請求項２，３又は５のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項７】
前記各羽根部（２８）は、前記シャフト部（２４）の軸に直角な面に投影した場合に、回転方向の前縁を構成する端部が凸状に湾曲するように、湾曲形状とされている請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項８】
前記前部カッター（２６）は、前記前部カッターが回転したときに前記羽根部（２８）の自由端がわずかな距離をもって通過するカウンターブレード（３２）の頂部により囲まれている請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記各羽根部（２８）は、その自由端に、外方へ角度の付いたキャッチ（４０）を有し、当該キャッチは、前記羽根部（２８）の凸状に湾曲する端部に沿って滑る切れ端の動きを遮断する請求項８に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッティングホイールと前部カッター（pre-cutter）とが付いたポンプに関し、前部カッターは、カッティングホイールから軸方向に突出するシャフト部により駆動するとともに、シャフト部（２４）から半径方向に延在する複数の羽根部を有する。
【背景技術】
【０００２】
この種のポンプは、ドイツ特許公報第10 2008 031 842 B3により知られており、例えば金属の切れ端が混入した潤滑クーラントエマルジョンを循環させるための工作機械として用いられる。このポンプは遠心ポンプであり、ラジアルインペラに加えて、ラジアルインペラの上流に設けられたアキシャルインペラを有する。このアキシャルインペラは、切断インペラとして形成され、その上流端部に、吸引通路に半径方向に設けられた固定カウンターブレードと協働する切断端部を有する。これにより、吸引された切れ端やその他の不純物は切断され、切り刻まれる。前部カッターは、粗い不純物をアキシャルインペラによって吸引される前により細かく切断する際に、不純物を切断することに役立つ。米国特許公報第6,224,331B1号及び米国特許公報第5,460,483号にも類似する前部カッターを備えたポンプが開示されている。代表的な設置例において、ポンプは液体冷媒の集約ベッセルに鉛直に設置され、これにより前部カッターはベッセルの底部からある垂直方向の距離を隔てて設置される。前部カッターの羽根部は、プロペラのように羽根部の回転面に対して相対的に傾斜し、これにより切れ端は吸引され良好に運搬され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、切れ端の吸引及び運搬特性が改善された上記タイプの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】
【０００４】
本発明において、羽根部のシャフト部における軸方向の配置を相違させるように構成することにより、上記目的が達成される。シャフト部における羽根部の軸方向の配置を相違させると、ポンプが垂直に設置された場合に、羽根部の一つが、他の羽根部のそれぞれの部分に比べてベッセルの底部に近い部分又は端部を有するという効果をもたらす。したがって、この羽根部がベッセルの底部に極めて近づくので、ベッセルの底部うに沈降して残ったより重い切り端を持ち上げて吸引し得る吸引器を提供することができる。シャフト部において軸方向に更に上部にオフセットされた他の羽根部は、このようにして持ち上げられた切り端がさらにポンプの吸引開口部へ運搬されるのを請け負う。このため、本発明によれば、より重い切り端をベッセルの底部から吸引し、又はカッティングホイールへより効率的に運搬することができる。
【０００５】
有益な実施形態及び本発明の更なる改良は従属項により導かれる。シャフト部における羽根部の軸方向の配置は互いに相違し、例えば羽根部がシャフト部に隣接する基部が軸方向に対して相対的に互いにオフセットされている。また、軸方向の配置は、羽根部がシャフト部の軸に対して異なる角度を成す点においても相違する。
【０００６】
特に好ましい実施の形態において、その基部が最下端、すなわちシャフト部の末端に近い部分に配置された一の羽根部は、シャフト部に対して鈍角を成し、これによりその自由端は、ポンプが鉛直方向に設置された場合にベッセルの底部に向かって下方向に指向する。これに対し、その基部が高い位置に配置された他の羽根部は、軸に対して鋭角を成し、これによりその自由端は吸引開口部に向かって上方向に指向する。
【０００７】
そして、切れ端は、下方向に傾斜した羽根部によりベッセルの底部から効率的に持ち上げられるのに対し、敗退方向に傾斜した上部の羽根部は、液体媒体の流れ、ひいては持ち上げられた切れ端の動きを、シャフト部の軸方向に向かう内方への成分を有する方向へ誘導する。その結果、この羽根部は、切れ端が半径方向に飛散されずにポンプの吸引開口部に入ることを請け負う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に係るポンプの吸入部を示す軸方向の断面図である。
【図２】図２は、吸入部を示す底部からの透視図である。
【図３】図３は、前部カッターを示す軸方向の断面図である。
【図４】図４は、前部カッターの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を上記図面とともに説明する。
【００１０】
図１に軸方向の断面の一部を示すポンプは、シャフト１２を回転可能に支持するとともにシャフトと同軸に設けられた吸引開口部１４を構成するケーシング１０を備える。図示を省略したもっと上部に位置する他の部分において、ケーシング１０は、回転インペラ、たとえばシャフト１２にキー締結されたラジアルインペラを収納するポンプチャンバを構成する。
【００１１】
以下に示すとおり、ポンプは、潤滑冷媒の集約ベッセル（不図示）内に鉛直方向に設置され、これにより吸引開口部１４は、ベッセルの底部に対面するとともに、当該ベッセルに入れられた液体に浸漬される。そして、この液体は、吸引開口部１４を通ってポンプにより上方へ吸引される。
【００１２】
吸引開口部１４に挿入され、４つの小さい通路１８のみを残して吸引開口部の大部分を覆うカッティングプレート１６がある。図２のＩ−Ｉ線による図１の断面図に示される断面は、吸引開口部の中心からオフセットされたものであり、一つの通路１８を通る部分で断面視されている。
【００１３】
カッティングホイール２０は、カッティングプレート１６の上部のシャフト１２に設けられ、カッティングホイールのブレードは、その下端部の切断エッジ２２で構成され、当該切断エッジ２２は、カッティングホイール２０が回転した場合に、通路１８の上端の上部に近接して動き交差する。図２に、カッティングホイールの歯状の切断エッジ２２が通路１８を通して示されている。カッティングホイールのブレード（図２に一例として１２０°間隔で３つのブレードを設けたものを示す。）は、回転方向に湾曲し、これによりカッティングホイール２０はラジアルインペラとして作用する。ただし、カッティングホイールがアキシャルインペラとして作用するように螺旋形状を有するものであってもよい。
【００１４】
しばしば機械工具の場合として、機械の工具から吸引して戻される潤滑冷媒には、処理されたワーク部品の切れ端、例えば鉄の切れ端が含まれ、こうした切れ端は液体とともに吸引開口部１４を通って吸引され、通路１８を通過する際にカッティングホイールの切断エッジ２２によって捕獲され、通路１８のエッジの部分で切断される。このようにして、切れ端がポンプに絡んでポンプの動きを妨げたりすることが防止される。これに加えて、切れ端は、冷媒の流れによりよく分散できる大きさに切断される。これにより、下流の配管系が詰まるといったリスクを低減することができる。
【００１５】
ポンプのシャフト１２は、カッティングプレート１６の中心孔を挿通し、カッティングプレートの下部において、切れ端を事前に切断する前部カッター２６を支持するシャフト部２４を構成する。図２に示すように、前部カッター２６は、シャフト１２の軸に直角な面（図２に示す紙面）に投影させて見た場合において、シャフト１２の軸を中心に１８０°回転対称に配置され、そのような形状とされた２つの羽根部２８を有する。羽根部２８は、湾曲形状とされ、羽根部がシャフト部２４に取り付けられる基部３０から、最初は半径方向外側に向かい、次に円周方向に湾曲し、これにより、羽根部の自由端は回転方向（図２に示す反時計回り）に伸びている。
【００１６】
図２の投影図において羽根部２８は対称であるが、シャフト部２４における軸方向の配置については互いに相違することは図１から理解することができる。特に、２つの羽根部の基部３０は、軸方向に互いに相対的にオフセットされている。図１の左の羽根部の場合は、基部３０はシャフト部２４の末端、すなわち下端に近く、これに対して図１の右の羽根部の場合は、カッティングプレート１６に近い高い位置に配置されている。
【００１７】
また、図１の左の羽根部２８は、その自由端に向かって下側に傾斜し、これによりシャフト１２の軸方向に対し約１３５°の鈍角を成し、これに対して他方の羽根部は上側に傾斜し、その結果、シャフト１２の軸方向に対し約４５°の鋭角を成す。
【００１８】
さらに、羽根部２８、特に基部３０と自由間との間に延在する中間部は、プロペラ翼のように曲げられ、これにより２つの羽根は協働して、液体媒体を吸引開口部１４に向かって移動させる、上方向への吸引力を生成する。
【００１９】
図１の左の羽根部２８はベッセルの底部に近接しているので、ベッセルの底部に沈降した比較的重い切れ端を持ち上げ、吸引開口部１４に向かって運ぶのに特に適している。羽根部が傾斜した形態であるため、液体媒体及び切れ端に、図１の矢印Ａで示す方向、ひいては半径外側方向へ向かう成分を有する運動量を付与する。ただし、切れ端がシャフト部２４から遠く離れた半径方向へ動くことができる前においては、切れ端は他の羽根部２８（図１の右の羽根部）により影響を受ける範囲に入り、この羽根部２８は、切れ端に対し、矢印Ｂで示す方向、ひいては切れ端をシャフト部２４の軸に向かう方向、つまりカッティングプレート１６の通路１８の方向の運動量を付与する。このようにして、２つの羽根部２８は、いわばワークシェアリング風に、一方の羽根部はベッセルの底部から重い切れ端を持ち上げる仕事を担い、他方の羽根部はこれらの切れ端を、切れ端が通路１８内においてカッティングホイール２０の手段により切断される吸引開口部１４へ向かって運ぶ仕事を担う。
【００２０】
しかしながら、羽根部２８が湾曲しているため、また羽根部が傾斜した形態であるため、切れ端はベッセルの底部から通路１８へ直接動かされないが、その代わりに切れ端は、最初に羽根部２８の湾曲した前縁において半径外側方向に押し流され、これにより、ブレードキャリア３４に支持されシャフト１２及びシャフト部２４の軸方向に平行に延在する固定カウンターブレード３２の動作範囲に入る。
【００２１】
本例において、カウンターブレード３２は、硬質材料（たとえば二相鋳鉄、硬質金属、硬化工具鉄）からなる矩形プレートで構成され、各矩形プレートは、前部カッター２６の方向に指向された破裂エッジを構成する。羽根部２８の外側外周部は、微小な距離のみをもってカウンターブレード３２を通過して動き、これらに分散した切れ端、特に絡みやすい傾向がある長い切れ端は、これらが通路１８に向かって円滑に動くようにカウンターブレード３２で分解される。
【００２２】
本例において、ブレードキャリア３４は、Ｕ字の開口側（図２の上部）が外方へ朝顔胴体形状に広がる、断面Ｕ字状の鉛直壁面として形成されている。カウンターブレート３２は、ブレードキャリア３４の開口部３６（図１）を通って延在し、ボルト３８（図２）によって着脱可能に設けられ、これにより、破裂エッジが使い古されたらこれを交換することができる。
【００２３】
前部カッター２６は、図３及び図４にそれぞれ示されている。図３は図４のIII-III線に沿う断面図であり、２つの羽根部２８の基部３０の間が軸方向にオフセットされていることを明確に示している。さらに、特に図４に示されるように、各羽根部２８は、その自由端に、フック形状の外方へ角度の付いたキャッチ４０を有する。切れ端が羽根部２８の凸状湾曲前縁に突き当たり、羽根部に沿って外方へ滑ると、キャッチ４０は、ある程度までこの滑る動きを遮断する。これにより、羽根部の端部がカウンターブレード３２の一つの破裂エッジを通過して、キャッチに引っ掛かった切れ端が分解されるまで、切れ端の位置は羽根部の外端部に多少引き止められることになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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