JPH0128232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水リングポンプの吸気中蒸気成分凝縮
装置に関する。

水リングポンプでは往々にして多量に水蒸気成
分を含んだ高温・高湿のガス体を取扱うが、この
ような場合、吸気ガス体を冷却しその水蒸気成分
を凝縮させて、吸気ガス体中から除去することが
できれば、吸気ガス体の容積を羽根車へ流入する
前段で著しく減少させ、この減少分に略等しい体
積の新たなガス体を吸引することができ、水リン
グポンプの吸引能力は一定でも、結果としては吸
引能力の大巾な増大となり、特に高真空となるほ
どのことは顕著である。

本発明は上記の凝縮作用を利用し、とりわけ高
温・高湿の吸気ガス体をポンプ内部において吸気
ガス体との接触面積を大きくすることが可能な薄
膜状噴霧の冷却液で冷却凝縮し、しかも該冷却凝
縮が簡単な装置でもつて吸気ガス体に対してむら
なく効果的に行なわれ得るようにして、ポンプ吸
引能力の増大を図つたものである。

本発明の要旨とするところは、水リングポンプ
本体内の吸気口周囲であつて、口縁部とその外側
に二重に立壁部を立設して両立壁部間に冷却液流
路を形成し、外側の立壁部上面にのみパツキンを
介在させて前記吸気口と略同一形状の吸気口を開
設し前記冷却液流路の開放側を覆い得る平面部を
有するカバー部材をボルト止め固定し、内側の立
壁部て該カバー部材間に冷却液を吸気ガス体の流
れと略直交する方向へ薄膜状に噴霧し得る全体形
状が線状の開口部を形成した噴霧ボツクスを設
け、ポンプ外より冷却液を供給する冷却液入口路
に前記冷却液流路を連通してなる水リングポンプ
の吸気中蒸気成分凝縮装置にある。

更に具体的には、側気口型水リングポンプの場
合は、制御板に開設した吸気口の周囲に立壁部を
二重に立設し、外側の立壁部上面にのみパツキン
を介在させて前記カバー部材としての平板状の天
板部をボルト止め固定して噴霧ボツクスを形成し
た。また、側気口型水リングポンプの場合は、吸
排気筒に開設した吸気口の周囲に立壁部を二重に
立設し、外側の立壁部上面にのみパツキンを介在
させて、該吸排気筒を前記カバー部材としてのポ
ンプ本体のカバーの内壁面にボルト止め固定して
噴霧ボツクスを形成した。

尚、本発明はすべての型式の水リングポンプに
対して実施することができ、いわゆる内気口型と
側気口型、１作動型と２作動型、両羽根型と片羽
根型等の片式上の区別を問うものではない。また
水蒸気を水で冷却凝縮する場合のみならず、水蒸
気以外の蒸気を水以外の冷却液で冷却凝縮する場
合にも実施可能である。

本発明の詳細を図面に記載した実施例に基づき
説明すれば、本発明は従来構造のポンプ冷却液を
膜状噴霧する噴霧ボツクスを設定したものであつ
て、従来ポンプの代表的構造は略円筒形ケーシン
グ１内に回転軸２を挿通した羽根車３を内設し、
側気口型の場合は前記ケーシング１の両端又は片
端に略円板形の制御板４を配置し、また内気口型
の場合は制御板４の代りにいわゆる吸排気筒５を
羽根車３内に内挿し、然るのち前記制御板４又は
吸排気筒５に被せるようにして略椀形のカバー６
を制御板４又はケーシング１に取付けたものであ
る。

本発明凝縮装置は上記構造のものに、製作容易
で簡単な構造の噴霧ボツクス７を水リングポンプ
本体内に設定したもので、その取付位置はポンプ
羽根車３の回転によつてポンプ内に吸引されたガ
ス体が羽根車３内に吸引されるまでの吸気側空間
内であつて、具体的には側気口型においては制御
板４、内気口型においては吸排気筒５に設けるも
のであり、羽根車３内に吸引される前のガス体に
対して任意の方向、好ましくはガス流に対して略
直交する方向に横切るように冷却液を膜状噴霧
し、吸気ガス体中に微細な水滴粒となして均一に
分散させ、ガス体との接触面積を多くしてガス体
の冷却を図るものである。

前記噴霧ボツクス７の基本構造は、内部に冷却
液流路８を形成すると共に全体形状が線状である
開口部１２を一条又は複数条有する略箱型体であ
り、噴霧ボツクス７の全体的な形状は取付ける位
置、ポンプの型式により種々異つた形状をとる。

第１，２図に示したものは側気口型ポンプに本
発明を実施し、その制御板４に噴霧ボツクス７を
設けたものである。即ち、制御板４に立壁部９，
９を立設すると共にその上部の天板部１０を位置
せしめて略箱型体を構成して、制御板４の吸気口
１１周囲に沿つて全周に又は部分周に設け、全体
形状が線状の開口部１２を吸気口１１に向けて開
設したものである。更に詳しくは、本実施例では
吸気口１１の周囲に二重に立壁部９，９を立設形
成し、内側の立壁部９は吸気口１１の口縁部に略
一致させ、両立壁部９，９間に冷却液流路８を形
成し、外側の立壁部９上面にのみパツキン１３を
介してカバー部材としての平板状の天板部１０を
ボルト１４付けして、前記冷却液流路８の開放側
を覆い、開口部１２となるべき内側の立壁部９上
面には前記パツキン１３を介在させない構造と
し、両立壁部９，９を同一高さとなした場合に
は、該パツキン１３の厚みの巾の開口部１２が形
成されるのである。

また開口部１２の他の実施例として、該開口部
１２内に図示しないが平板状や波板状の板材或い
は金網体を挾入せしめて、開口部１２から噴出す
る液流のより細分化、薄膜化を図つて吸気ガス体
との接触面積を増加させ、更に凝縮効率の増大を
図ることができる。更にポンプが大型の場合は吸
気口１１も大径となるので、該吸気口１１を跨い
で横切るように吸気用の開口及び冷却液の噴霧孔
を有する噴霧ボツクス７を架設し、吸気口１１に
吸気される前のガス体に十分な冷却液噴霧が行な
われるようにすることもできる。

１５は水リングポンプ作動に必要な作動水を補
給すべく制御板４に設けたリブ形状の区画壁１
６，１６で形成された補給水路であり、該補給水
路１５とは別に実施例では区画壁１６，１６で形
成された冷却液入口路１７を設けて噴霧ボツクス
７内の両立壁部９，９間に形成された冷却液流路
８と外側の立壁部９の一部を切欠して延設した連
絡路１８でもつて導通させている。しかし前記補
給水路１５と噴霧ボツクス７の冷却液流路８とを
導通させ合体構造とすることもできる。

第３，４図に示したもので、内気口型ポンプに
本発明を実施してその吸排気筒５に噴霧ボツクス
７を設けたものである。即ち該噴霧ボツクス７は
吸排気筒５の吸気口１１周囲であつて、該吸排気
筒５の外周に設けたカバー６への取付用のフラン
ジ円板１９上面や内胴部２０の全周的に二重に立
壁部９，９を立設し、該立壁部９，９間に冷却液
流路８となる凹溝を周設し、吸気口１１の口縁部
の外側の立壁部９上面に前記同様にパツキン１３
を介在させて該吸排気筒５を複数本のボルト１４
…でカバー６の内壁面６ａに取付けることで、前
記パツキン１３の厚み分の巾を有する開口部１２
が吸気口１１に向つて設けられた噴霧ボツクス７
を構成している。ここで、カバー６の内壁面６ａ
は、冷却液流路８の開放側を覆うカバー部材とし
て、前記天板部１０と同様に利用されるのであ
る。

１５は従来ポンプと同様な補給水路で、該補給
水路１５を挾んで湾曲した吸気口１１、吐出口２
１が位置し、この場合フランジ円板１９とカバー
内壁面６ａとの当接面に介在させるパツキン１３
は第４図斜線部の位置に配置し、該パツキン１３
を配置しない個所が即ち噴霧ボツクス７の開口部
１２となる。

また前記側気口型の場合における制御板４に設
けた冷却液入口路１７に対応する入口路１７は、
吸排気筒５に周設した冷却液流路８となる凹溝と
同様に或いはそれ以上の深さの凹部を形成してい
る。しかし側気口型と同様この場合でも補給水路
１５でもつて冷却液入口路１７を兼用させて補給
水路１５から噴霧ボツクス７内の冷却液流路８に
冷却液を供給する構造とすることも勿論とること
ができる。

尚、以上本発明の実施例として図示した噴霧ボ
ツクス７はいずれも吸気口１１周囲に配置する構
造のものであるが、本発明は吸気ガス体に対して
膜状に冷却液を均一に噴霧させることを特徴とす
るものであつて、その目的を失わない範囲内にお
いて第３，５図に示す如く噴霧ボツクス７をカバ
ー６内の内壁面６ｂ部分に設けることもでき、ま
た噴霧ボツクス７に複数条の開口部１２を上下２
段等に開設した構造のものも図示しないが有効に
実施し得るものである。

本発明凝縮装置を取付けたポンプの構成は以上
のとおりであつて、ポンプ作動はポンプ外より補
給水がカバー６の連絡流路（図示せず）をとおつ
て補給水路１５に送られ、該補給水路１５からケ
ーシング１内へと供給されると共に羽根車２が回
転してガス体の吸引・吐出を行なう。

一方、補給水と同質の冷却液は補給水と同系統
又は別系統のポンプ外供給手段よりカバー６内の
連絡流路（図示せず）を通つて、又は通らずに直
接に冷却液入口路１７に供給され、該入口路１７
から連絡路１８等を通つて噴霧ボツクス７内の冷
却液流路８に圧入され、開口部１２から膜状とな
つて噴霧され、吸気ガス体を冷却しその蒸気成分
を凝縮させたのち吸引されて補給水と合流する。

羽根車３の回転によりポンプ内に吸引されるガ
ス体はポンプ吸入管２２からカバー６内の吸気側
空間に入り、制御板４又は吸排気筒５の吸気口１
１を通過して羽根車３内に吸引されるという経路
をとり、該吸引の前に噴霧ボツクス７の膜状冷却
液と十分に接触して吸気ガス体の冷却凝固が行な
われるのである。

この冷却凝縮作用により、吸気ガス体は冷却さ
れてその比容積を減じ、また吸気ガス体中の水蒸
気成分の大半は凝縮してガス体から除去され、全
体のガス容積が減じ、その結果羽根車３のガス体
吸引能力が増大し、とりわけ高温・高湿のガス体
に対してはその効果は顕著となる。

第６図は本発明の凝縮装置を内蔵する１作動側
気口型水リングポンプの吸引能力の増大を示すも
のである。

吸引ガスは湿り空気（以下飽和水蒸気を含む空
気を意味するものとする）で、補給水及び冷却水
は15℃の場合であり、横軸に吸入真空度Ｑを絶対
圧Torr（mmHg abs）で、たて軸に吸入状態吸
入量Ｖをm³／minで表わす。曲線Ａは15℃の湿り
空気の吸入量示す。15℃の水では冷却・凝縮効果
がないため、補給水の供給に加えて冷却水を膜噴
霧させてもさせなくても吸入量は変わらない。

曲線Ｂは凝縮装置を使用せず補給水の供給のみ
で、35度の湿り空気を吸引する場合である。この
場合は不十分ながらも羽根車の周囲に環状に存在
する作動水による凝縮効果が見受けられ、曲線Ａ
の15℃湿り空気の吸引に比べて、全吸入量が増大
する。

次に曲線Ｃから曲線Ｇが、冷却水温度15℃より
も高温の湿り空気を、補給水の供給に加えて冷却
水を本発明の凝縮装置より膜噴霧させながら吸引
する場合の全吸入量を示すものであり、曲線Ｃは
20℃、曲線Ｄは25℃、曲線Ｅは30℃、曲線Ｆは35
℃、曲線Ｇは40℃の湿り空気の場合である。高
温・高真空（絶対圧が小）となるほどに、吸気ガ
ス体の水蒸気比率が高くなるから、膜噴霧による
凝縮の効果も大きくなり、吸入量の増加率が大き
くなる。そして本発明の凝縮装置の価値は、曲線
Ｆと曲線Ｂとの比較で示される。即ち同じ35℃の
湿り空気を吸引する時、曲線Ｆの膜噴霧をさせる
場合、高真空度においてその吸入量は、曲線Ｂの
膜噴霧させない場合の３倍近くにもなるのであ
る。

以上のように本発明は、水リングポンプ本体内
の吸気口周囲に設けた開口部から吸気ガス体の流
れ方向に対して冷却液を略直交する方向へ薄膜状
に噴霧するものであるから、該冷却液はガス体中
でただちに微細な水滴粒となつて吸気口内に略均
一に分散してガス体と冷却液との接触は効果的に
十分に行なわれ、吸気ガス体中の水蒸気成分を凝
縮し且つ該吸気ガス体を冷却してその体積を減少
させ、その略減少分だけ吸入量を増加することが
できて、ポンプの大型化又は動力を大きくして回
転速度を上げることなく、吸引速度を大幅に増大
させることができ、しかも吸気口の周囲から冷却
液を噴霧することから、一点から噴射するものと
比較して該冷却液の噴霧圧力を小さくすることが
でき、そのため吸気ガス体に与える圧力損失及び
噴霧に要する所要動力を最小に抑えることができ
て極めて効率的である。

また、冷却液の噴霧量、噴霧到達距離は供給す
る液圧を吸気口の断面積及びポンプの使用目的に
応じて適宜設定しなければならないが、外側の立
壁部上面とカバー部材としての天板部又はポンプ
本体カバーの内壁面間にパツキンを介在させたこ
とにより、該パツキンの厚みを調節することで開
口部の開口巾を容易に微調節することができて冷
却液の噴霧状態を任意な薄膜状に変化させること
ができ、使用現場での前述の微妙な液圧調整を省
くことができる。

そして、冷却液を噴霧する噴霧ボツクスは、吸
気口周囲であつて、口縁部とその外側に二重に立
壁部を立設して両立壁部間に冷却液流路を形成
し、外側の立壁部上面にのみパツキンを介在させ
て前記吸気口と略同一形状の吸気口を開設し前記
冷却液流路の開放側を覆い得る平面部を有するカ
バー部材をボルト止め固定するだけで、内側の立
壁部と該カバー部材間に極めて精度の良い開口巾
を有する開口部を吸気口側に向けて形成すること
ができ、しかも構造的に簡素であるから製作は容
易且つコスト上昇も最小に抑制することができる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した側気口型水リングポ
ンプの部分断面内部説明図、第２図は制御板の正
面図、第３図は本発明を実施した内気口型水リン
グポンプの部分断面内部説明図、第４図は吸排気
筒の斜視図、第５図は第３図においてカバー内壁
面に取付けた蒸気成分凝縮装置をカバー内側方向
からみた正面図、第６図は本発明凝縮装置を内蔵
する水リングポンプの吸引能力を示す実験データ
図である。 １……ケーシング、２……回転軸、３……羽根
車、４……制御板４、５……吸排気筒、６……カ
バー、７……噴霧ボツクス、８……冷却液流路、
９……立壁部、１０……天板部、１１……吸気
口、１２……開口部、１３……パツキン、１４…
…ボルト、１７……冷却液入口路、１８……連絡
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水リングポンプ本体内の吸気口周囲であつ
   て、口縁部とその外側に二重に立壁部を立設して
   両立壁部間に冷却液流路を形成し、外側の立壁部
   上面にのみパツキンを介在させて前記吸気口と略
   同一形状の吸気口を開設し前記冷却液流路の開放
   側を覆い得る平面部を有するカバー部材をボルト
   止め固定し、内側の立壁部と該カバー部材間に冷
   却液を吸気ガス体の流れと略直交する方向へ薄膜
   状に噴霧し得る全体形状が線状の開口部を形成し
   た噴霧ボツクスを設け、ポンプ外より冷却液を供
   給する冷却液入口路に前記冷却液流路を連通して
   なることを特徴とする水リングポンプの吸気中蒸
   気成分凝縮装置。 ２ 前記噴霧ボツクスとして、側気口型水リング
   ポンプの制御板に開設した吸気口の周囲に立壁部
   を二重に立設し、外側の立壁部上面にのみパツキ
   ンを介在させて前記カバー部材としての平板状の
   天板部をボルト止め固定して形成した噴霧ボツク
   スとなした特許請求の範囲第１項記載の水リング
   ポンプの吸気中蒸気成分凝縮装置。 ３ 前記噴霧ボツクスとして、内気口型水リング
   ポンプの吸排気筒に開設した吸気口の周囲に立壁
   部を二重に立設し、外側の立壁部上面にのみパツ
   キンを介在させて、該吸排気筒を前記カバー部材
   としてのポンプ本体のカバーの内壁面にボルト止
   め固定して形成した噴霧ボツクスとなした特許請
   求の範囲第１項記載の水リングポンプの吸気中蒸
   気成分凝縮装置。