JPH0361037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液体用ベーンポンプに係り、特にベー
ン充填性を補うためにベーンの下部を加圧するよ
うにしたベーンポンプに関する。

（従来の技術） 一搬の液体用ベーンポンプにおける、容積効率
は中位の粘度17〜38cst50℃の液体を使用した場
合、80〜90％と高い値を示す。しかしながら、
6cst50℃以下のような低粘度液体を使用した例で
は、容積効率は30〜50％も低下することが報告さ
れている（圧力63kgf／cm²、吐出し量10〜32ml／
ｒ）。

これらは例えばHWBF型ベーンポンプにおい
て、低粘度1.1cstの液体（水95％、添加物５％）
を使用した報告書、“デザインニユース”vol.37、
No.12、1981年６月22日の高純度水用改良型ベーン
ポンプおよび“スペリー ビツカースHWBF会
議録第５回”1979年11月29日の高純度水用ベーン
および歯車ポンプにおいて示されている。

最高の容積効率をもつ、米国スペリー ビツカ
ース社のF6シリーズHWBF型ベーンポンプにお
いては大容量の吐出し量（38−120ml／ｒ）の特
徴により82〜85％（作動圧70Kgｆ／cm²）の容積効
率を達している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このF6シリーズのベーンポン
プは低粘度液体にしか使用できず、中程度の粘度
の液体には使用できないという難点がある。

このポンプにおいて、中程度の粘度の液体を使
用した場合には、ベーンはカムリングからはずれ
るため、容積効率は大きく低下し、連続運転がで
きなくなる。

さらにこのポンプの入口部の負圧を防止するた
め、ポンプフレームにはリザーバーが必要とな
り、このリザーバーの底部をポンプ入口部より
1.5〜2.0ｍ、高い位置に配置することが必要とな
る。

このようにして、機器の費用は増大するととも
により広いスペースが必要となる等の不具合があ
る。

一方、中程度の粘度の液体を使用して負圧にな
つた場合、もしリザーバーを配置しなければ、ポ
ンプの内部要素を交換しなければならなくなる。

この内部要素はポンプ価格の70〜80％を占める
高価なものであるとともに、構造が複雑となるの
で製作が極めて難しくなる。米国スペリービツカ
ース社のEP−101−758−Ａのベーンポンプ（出
願日1982年９月１日、公開日1984年３月７日、）
もまた上述した欠点を有している。

更に、従来のベーンポンプはベーンの下部圧力
を運転中に調整できないという難点があり、これ
によりベーンの先端部が磨耗し、特に扇形の入口
領域に大きな磨耗が生じ、ポンプの全体の寿命を
短縮するという問題があつた。

上記目的を達成するために、本発明は、ポンプ
に内部要素を交換することなしで多様の粘度の液
体を扱うことができるともにポンプの全効率およ
び容積効率を向上することができるようにした液
体用のベーンポンプを提供するものである。

さらに本発明によればベーンの下部の入口部に
おける圧力を容易に試験することができるととも
に運転中いかなる時でも調整ができ、このことに
よりベーンの先端部と、カムリングの内側面との
間の干渉を最小とすることができる。このように
してこれらを連通することによりポンプの効率と
ともに寿命を増加させることができる。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、入口部
および出口部に配置されたベーンの下側を連通す
る通路を備え、この通路は駆動軸および吐出室の
周囲にそれぞれ連通され、この吐出室は補助弁を
介して駆動軸の周囲に連結されている。

以上の構成により、ベーンの下部が入口圧力が
ゼロ以外の運転中において追加のポンプとして作
用することによりベーンポンプの容積効率および
全効率を増大することができる。

一方、このベーン下部の圧力はベーンの先端部
とカムリングの内側面とが連通されている間は、
これらによる干渉が最小となるよう、補助バルブ
で制御できるようにされ、ベーン下部の圧力はマ
ノメータで検出される。

本発明によるこれらの目的や効果は、発明の詳
細な説明、特許請求の範囲および添付図面により
明白となる。

（実施例） 以下本発明によるベーンポンプの一実施例を第
１図および第２図を参照して説明する。

図において本発明によるベーンポンプはマノメ
ータ１と、補助バルブ２と、エンドキヤツプ８
と、サイドプレート９と、カムリング１０と、ベ
ーン１１と、ロータ１２と、圧力側サイドプレー
ト１５と、ハウジング１７と、駆動軸１８と、軸
シール装置１９と、吸込通路１４と、吐出通路５
と、高圧通路４と低圧通路３とを備えている。

このポンプ内には第１間隙１６、第２間隙６お
よび第３間隙７が設けられている。

第１間隙１６は、駆動軸１８と圧力側サイドプ
レート１５との間に形成され、第２間隙６は、駆
動軸１８のスプラインとロータ１２のスプライン
溝との間に形成され、さらに第３間隙７は駆動軸
１９とサイドプレート９との間に形成されてい
る。

これらの３つの間隙１６，６，７は相互に連通
されているが３つの間隙の全てが入口室に連通さ
れているわけではない。

前記間隙の少なくとも１つはいんげん豆状の吸
込口１３に連通しており、この吸込口１３は前記
圧力側サイドプレート１５およびサイドプレート
９の端面の扇形の吸込領域内に配置されている。
また、これらの吸込口１３は、前記圧力側サイド
プレート１５または前記サイドプレート９内に形
成された少なくとも２つの吸込通路１４と連通し
ている。さらに前記のいんげん豆状の吸込口１３
はベーン１１の下端面と連通できるようになつて
いる。

一方、いんげん豆状の吐出口２２は扇形の吐出
口領域内に配置され、ベーン１１の下端面側に連
通されるとともに、少なくとも２つの吐出通路５
を介して吐出室へ連通されている。

前記ハウジング１７は少なくとも１つの高圧通
路４および低圧通路３とを備え、それらは互いに
補助バルブ２を介して連通状態にある。

上記補助バルブ２の入口は前記高圧通路４を介
して吐出室と連絡される一方、補助バルブ２の出
口は前記低圧通路３を介して前記間隙１６，６，
７に連絡されており、この低圧通路３にはマノメ
ータ１が接続されている。

前記補助バルブ２は可変絞り弁と、この可変絞
り弁に対して並列に配置された２位置切替弁とで
構成されている。この流量弁は可変式流量制御
弁、比例制御弁、電動制御弁のいずれかであつて
もよい。また、流量弁は油圧式、機械式、電磁
式、電気油圧式のいずれによつて制御可能なもの
でも良い。前記軸シール装置１９は耐摩耗性およ
び耐圧性のレールである。

前記補助バルブ２およびマノメータ１は図示を
省略した制御盤に装着されており、入口パイプ２
０および出口パイプ２１を介して前記ハウジング
１７に接続されるか又はハウジング１７へ直接装
着される。

運転中、ベーン１１の下方部分は、前記駆動軸
１８の軸方向にリークする流体を吸込んで吐出室
内に流体を押し込み追加のポンプとして作用す
る。

しかして、ベーンがポンプ作用を停止している
間、前記漏洩流体が利用されることになり、ポン
プの容積効率は大幅に増大することになる。

ベーン１１の先端面が吸込領域における前記カ
ムリングの内側面と接触を保持するように、それ
らの相互干渉を最小にしたので、ベーンポンプの
容積効率を増加することができるとともに全効率
および寿命を増加させることができる。

吐出室からの少量の加圧流体は、高圧通路４→
入口パイプ２０→補助バルブ２→出口パイプ２１
→低圧通路３→第１間隙１６→吸込通路１４を順
次流れ、扇形の吸込領域におけるベーン１１の下
部へ流入する。これによりいんげん豆状の吸込口
１３は、所定のベーン下部圧力を保持することが
でき、この圧力は、マノメータ１でチエツクする
ことができるとともに補助バルブ２で調節でき
る。

一般にベーンの下部圧力は約３Kgｆ／cm²であ
る。吐出通路５の大きさおよび前記吐出口２２お
よび吸込口１３の配置角度を変化させることによ
り、前記ベーン１１の先端面を前記カムリング１
０の内側面に接触保持することができ、扇形の吐
出領域におけるそれらの干渉を最小に保持するこ
とができる。

それについて前記のポンプの効率や寿命を増大
することになる。

〔発明の効果〕

本発明によるベーンポンプは１〜38cst（50℃）
のような多種の粘度の使用が可能であり、常時、
高い容積効率および全効率を達成することができ
る。

例えば、HWBFを使用した場合の実験によれ
ば、使用圧力70Kgｆ／cm²、容積変10〜32ml／ｒの
状態において容積効率は85〜92％に達しており、
機械効率は同一容積変化において従来のベーンポ
ンプに比べて顕著な変化はみられない。

入口圧力は負圧であるので、リザーバーを所定
の高さに持ち上げることはされていないが、機器
費用を増加させないで前記機器に技術的変更をす
ることは容易なことである。

同一負荷において、本発明によるベーンポンプ
を使用した場合、伝達経路におけるパワー損失は
75〜85％減少し、使用圧力は５〜10Kgｆ／cm²減少
し逃し弁におけるパワー損失は５〜10％減少す
る。

放熱損失が非常に少なくなるので、リザーバは
小さくできるとともに冷却システムは不要とな
る。

ベーンポンプに使用する液体は、四季を通じて
変更する必要がないので、液体の費用は30〜40％
減少できる。

マノメータ１および補助バルブ２を装備したた
め、運転中、入口部の扇形領域におけるベーンの
下部圧力は、容易にチエツクできるとともにいつ
でも調整できる。

本発明のベーンポンプによれば、入口部が負圧
でも、リザーバー底面を高くすることなくまた内
部要素を交換することなく運転が可能である。

前記の構造は単純なものであり、必ずしも難し
い製作精度を必要としないので、安価に製作する
ことが容易である。

前記補助バルブ２およびマノメータ１はポンプ
装置の制御盤に搭載されるので、操作が簡単であ
る。

ポンプ毎に補助バルブ２を設ける代りに、ポン
プシステム全体の共用の補助バルブ２が設けられ
ている。

本発明によるベーンポンプは、特に静圧軸受、
静圧ガイド軌道、流体サーボ機構、低粘度使用に
おけるHWBF流体伝達システム等に使用される
のに適するとともに、従来の流体伝達システムに
も適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるベーンポンプ
を示した縦断面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ線に
沿つた断面図である。 １……マノメータ、２……補助バルブ、３……
低圧通路、４……高圧通路、５……吐出通路、６
……第２間隙、７……第３間隙、８……エンドキ
ヤツプ、９……サイドプレート、１０……カムリ
ング、１１……ベーン、１２……ロータ、１３…
…吸込口、１４……吸込通路、１５……圧力側サ
イドプレート、１６……第１間隙、１７……ハウ
ジング、１８……駆動軸、１９……軸シール装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンドキヤツプ８、サイドプレート９、カム
   リング１０、ベーン１１、ロータ１２、圧力側サ
   イドプレート１５、ハウジング１７、駆動軸１８
   および軸シール装置１９を備え、前記駆動軸１８
   と前記圧力側サイドプレート１５との間に第１の
   間〓１６が形成され、前記駆動軸１８はロータ１
   ２に対してスプライン結合され、前記駆動軸１８
   と前記ロータ１２との間には第２の間〓６が形成
   され、さらに前記駆動軸１８と前記サイドプレー
   ト９との間に第３の間〓７が形成され、前記第
   １、第２および第３の間〓１６，６，７は互いに
   連通され、さらに前記圧力側サイドプレート１５
   および前記サイドプレート９の扇形状の吐出領域
   には、ベーンの下端面と連通する２つの吐出口２
   ２が設けられたベーンポンプにおいて； 前記吐出領域に設けられた吐出口２２と吐出室
   とを連通し、圧力側サイドプレート１５あるいは
   サイドプレート９の内部に形成された少なくとも
   ２つの吐出通路５と、 前記圧力側サイドプレート１５とサイドプレー
   ト９の扇形状の吸込領域の端面に設けられ、ベー
   ン１１の下端面と連通する少なくとも２つの吸込
   口１３と、 ベーンポンプの入口室と隔離されて構成された
   前記第１、第２および第３の間〓１６，６，７
   と、 前記吸込口１３と前記第１、第２および第３の
   間〓１６，６，７のいずれかとを連通し、前記圧
   力側サイドプレート１５あるいはサイドプレート
   ９の内部に形成された少なくとも２つの吸込通路
   １４と、 ベーンポンプのハウジング１７の内部に設けら
   れ、前記第１、第２および第３の間〓１６，６，
   ７と連通する低圧通路３と、 前記ハウジング１７の内部に設けられ、ベーン
   ポンプの吐出室と連通する高圧通路４と、 入口が前記高圧通路４と連通し、出口が前記低
   圧通路３と連通する補助バルブ２と、 前記低圧通路３の流路に設けられたマノメータ
   １と を有することを特徴とするベーンポンプ。 ２ 前記補助バルブ２は可変絞り弁と、この可変
   絞り弁に並列に配置された２位置切替弁とからな
   りこの切替弁は低圧時のみ開弁するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のベ
   ーンポンプ。 ３ 前記補助バルブは、流量弁であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のベーンポン
   プ。 ４ 前記流量弁は可変式絞り弁を含んでいること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項
   のいずれかに記載のベーンポンプ。 ５ 前記流量弁は、比例制御式の流量弁であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
   項のいずれかに記載のベーンポンプ。 ６ 前記流量弁は、サーボモータで駆動される流
   量弁であることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項または第３項のいずれかに記載のベーンポン
   プ。 ７ 前記軸シール装置１９は耐摩耗性および耐圧
   性のシールであることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載のベーンポンプ。