JPH09105384A - ツインスクリューポンプ - Google Patents

ツインスクリューポンプ

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JPH09105384A
JPH09105384A JP8248470A JP24847096A JPH09105384A JP H09105384 A JPH09105384 A JP H09105384A JP 8248470 A JP8248470 A JP 8248470A JP 24847096 A JP24847096 A JP 24847096A JP H09105384 A JPH09105384 A JP H09105384A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体と気体との二相流体を取り扱うツインス
クリューポンプにおいて、たとえポンプが垂直姿勢であ
っても、気体のみのポンピングもできるようにし、また
気体含量が等しい流体を2つの送入口に供給できるよう
にすること。 【解決手段】 ツインスクリューポンプは垂直に配置さ
れた2対の円錐状ねじ4(8,9)と5(14,15)
を有し、その2つの送入口16,17には流れ分割器3
3により互いに独立して二相流体が供給される。また、
2つのねじシャフト10ー12,11ー14の各々は送
出室21を、それぞれがねじの単一の歯の先端部で終わ
っている一連の半径方向通路42に接続する中央の軸方
向穴40,41を有する。流れ分割器33は水平な膨張
/分離バレル34から成り、このバレルはその内部を長
手方向に2分割して2つの等しい室32を作る垂直な分
割壁36を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ツインスクリューポンプ、特に
海底環境における二相流体をポンピングするのに適当な
ツインスクリューポンプに関する。
【0002】更に詳細には、本発明は、たとえポンプが
垂直姿勢であっても、ポンプの2つの端での吸込みによ
る送入が常にガス含量を完全に同一にして行われること
を保証し、また、気相だけを一時的にポンピングする場
合であっても、ねじとポンプ本体のポンプ室の壁との間
をシールすることを保証し、これにより、たとえポンプ
が垂直姿勢であっても二相流体の効率のよいかつ安全な
ポンピングを保証して、特に海底への適用に適当なツイ
ンスクリューポンプに関する。
【0003】すでに知られているように、スクリューポ
ンプは基本的には回転ポンプであり、流体一般には液体
の吸込部から送出部までの確実な機械的動きが互いにし
っかりとかみあっている一対の円錐状ねじのインギヤに
よって形成されている円錐状の空洞に沿って行われる。
また、2つのねじの歯とポンプ本体のポンプ室の壁との
間のシールは、遠心されている液体それ自体の薄膜によ
って保証されている。そして、液体の動きによって生じ
る軸方向スラストをバランスするために、従来の好まし
い例によれば、“ツインスクリューポンプ”と呼ばれて
いるポンプが使用されている。すなわち、このポンプは
互いに同軸に接続されて連続する2対の同期する円錐状
ねじを有し、2つの向い合っている推進機を備えてい
る。このポンプにおいては、実際上、単一の吸込みがポ
ンプ本体の内部でポンプの2つの対向する端での2つの
送入に分けられ、その結果、2対のねじの対向するねじ
山によって、2つの対向する方向の流体流れはポンプの
中央区域すなわち送出区域に向い、この送出区域は軸方
向スラストの力の均衡を生じさせる。
【0004】しかして、このような型式のポンプは、一
般に、水平に、すなわちポンプの対称軸線が水平に配置
されて使用され、これにより高い効率を有している。な
お、効率はポンプの構造上及び組立上の精度でもって増
大する。
【0005】他方、この公知のポンプは、液体をポンピ
ングするのに、垂直にして使用することもでき、このよ
うなポンプの垂直姿勢はすでに知られているようにポン
プを海底に設置するために最も良く適した姿勢である。
【0006】しかしながら、今のところ、高価な海上プ
ラットホームの助けをかりることなしに、海上油井を直
接ポンピングするために、ポンプを海底上で使用するた
めには、ポンプが液体と気体との二相混合体に対して有
効に作用できることが非常に要求されている。
【0007】このツインスクリューポンプは、すでに固
有的に、液体のみならず液体と気体との二相混合体をポ
ンピングすることができるものである。
【0008】しかしながら、この特別の適用において、
従来のツインスクリューポンプは必然的に水平に設置さ
れるものである。なぜなら、垂直の姿勢では二相混合体
のはっきりした相分離が生じ、液体はその重力のために
ポンプの下方送入端に溜まり、他方気体はポンプの上方
送入端に溜まり、その結果上方の対のねじは気体にのみ
接触し、それ故液体によって冷却されないので、過熱さ
れ締められてしまうからである。
【0009】また、上述の公知のポンプは、水平の姿勢
であっても、油井においてしばしば起り得る気体のみの
存在の下では機能することができない。なぜなら、液相
が存在しないと、この液相が前述したように遠心液体薄
膜シールを生成することから、ねじと対応するシールそ
れ自体が損なわれ、ポンプの働きがなくなって機能を停
止するからである。
【0010】この後者の欠点を除去するために、例えば
ポンプの送出部に液相の液体シール生成器を設ける試み
が行われており、この液体シール生成器は液体シールを
維持し又は生成するために用いられる液体を貯えてい
る。しかしながら、この解決方法は、二相混合体が非常
に高い真空率である場合には、上記問題を完全に解決す
ることができない。なお、真空率とは二相混合体中に存
在する気体の量と吸込んだ二相混合体の量との比率を意
味する。
【0011】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、その目的は上記欠点を除去し、したがって液体と
気体との混合体が存在する二相場において、たとえ液相
が存在しなくなっても、垂直姿勢で完全に機能すること
ができるツインスクリュータイプのスクリューポンプを
提供することにある。
【0012】この本発明の目的は、基本的には、次に述
べるような手段によって達成される。すなわち、ポンプ
の2つの対向する端すなわち上方端と下方端との送入部
すなわち送入口は、単一の吸込管とこれら2つの送入口
との間に設けられている流れ分割器によって別々の送入
路とされており、また、ねじシャフトはこれらのねじシ
ャフトとポンプの送出口との間に、それぞれがねじシャ
フトの単一の歯の先端部で終っている一連の半径方向通
路を接続する中央の軸方向穴を備えている。
【0013】このような手段によれば、実際上、たとえ
ポンプが垂直姿勢であっても、ポンプの2つの送入口に
はガス含量が完全に等しい流体量でもって流体が常に供
給されることを保証し、また、送出口に設置されてい
る、液相の液体シール生成器内に貯えられている液体を
最少量前記中央穴及び前記通路の内部の送出圧力により
押出して有効な液体シールを作り、この液体シールが気
相のみのポンピングをもできることを保証する。
【0014】要するに、本発明は、2対の円錐状ねじの
2つの端にそれぞれ位置した2つの流体送入口に接続さ
れた流体吸込管を有し、各対のねじがかみあっていると
共に、一方の対のシャフトが他方の対のシャフトに同軸
に接続されて連続し、前記ねじがポンプ室の内部で電動
機により同期して回転するが、一方の対のねじの推進機
が他方の対のねじの推進機と向い合って2つの流れを前
記2つの流体送入口から前記ポンプ室の中央部に運び、
かつこのポンプ室の中央部には送出室を有して、その送
出口が液相の液体シール生成器に接続されているツイン
スクリューポンプにおいて、前記2対の円錐状ねじが垂
直姿勢であると共に、前記流体吸込管が前記2つの流体
送入口に流れ分割器及び分離管によって接続され、かつ
前記2対の円錐状ねじのシャフトの各々が、これらのシ
ャフトと前記送出室との間に、それぞれが前記円錐状ね
じの単一の歯の先端部で終っている一連の半径方向通路
を接続する中央の軸方向穴を備えていることを特徴とす
る。
【0015】また、本発明の好適な実施例によれば、前
記流れ分割器は一方側が前記流体吸込管に接続されてい
る水平な膨張/分離バレルから成り、このバレルがその
内部の中間部分を長手方向に延びて2つの等しい室を作
る垂直な内部分割壁を備え、これら2つの等しい室がそ
れぞれ前記バレルの他方側で前記2つの流体送入口に接
続されていることを特徴とする。
【0016】このような手段によれば、実際上、吸込管
によって供給された二相混合体がバレル内で相分離を生
じ、気体がバレルの上方部分に溜まると共に液体がバレ
ルの下方部分に溜まるが、分割壁が混合体を2つの等し
い部分に完全に分割し、したがって、たとえポンプの2
つの送入口が異なる高さに配置されていても、これらの
送入口には等しい成分の流体が供給されることを保証す
る。
【0017】以下本発明の好適な実施例を示している添
付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。な
お、上記実施例は本発明の単の一例であって本発明を決
して限定するものではなく、本発明の範囲を逸脱するこ
となく種々の技術又は構造上の変形がなし得るものであ
る。
【0018】図1を参照するに、符号1は基本的には円
筒形の形状である垂直なポンプ本体を示す。このポンプ
本体1は、その底部が潤滑油タンク2によって閉じられ
ていると共に、その頂部が電動機3によって閉じられて
おり、電動機3は減速装置を備えることができる。電動
機3には2対の円錐状ねじ4(8,9)及び5(14,
15)が接続されており、これらのねじ4,5がそれぞ
れポンプ室6の内部に垂直に配置されて回転する。ポン
プ室6も、また、垂直であり、ポンプ本体1の内部に同
軸に配置されている円筒形壁7によって境界を定められ
ている。
【0019】上方の対のねじ4の円錐状ねじ8と9とは
かみあっており、それらのシャフト10及び11は下方
の対のねじ5の対応するシャフト12及び13に同軸に
接続されて連続している。下方の対のねじ5の円錐状ね
じ14と15も、また、かみあっている。そして、図1
に明確に見ることができるように、2つの流れすなわち
一方の流れをポンプ室6の上方端すなわち上方送入口1
6からまた他方の流れをポンプ室6の下方端すなわち下
方送入口17からそれぞれポンプ室6の中央部18に向
って運ぶようにするために、上方の対のねじ4の推進機
は下方の対のねじ5の推進機と向い合っている。
【0020】ポンプ室6の中央部18は円筒形壁7に形
成されている入口19及び20によって送出室21に連
通し、またその送出口、すなわちポンプ本体1に形成さ
れている送出口22が管23によって液相の液体シール
生成器24に接続されている。この液体シール生成器2
4は基本的には流れを上向きにする偏向管25から成
り、この偏向管25はその底部26上に液体シール27
を維持する。ポンプ本体1とポンプ室6の外側壁との間
において、送出室21の上下には、上方送入口16に連
通する上方室28と下方送入口17に連通する下方室2
9とが形成されている。上方室28は、ポンプ本体1に
形成されている入口30及び分離管31によって流れ分
割器33の室32に連通している。
【0021】流れ分割器33は水平な膨張/分離バレル
34から成り、この水平バレル34は吸込管35に接続
されている。図2に最もよく示されるように、水平バレ
ル34はその内部の中間部分に長手方向の分割壁36を
備えており、この分割壁36はバレル内部を長手方向に
室32と室37とに等しく分割し、室37は分離管38
及びポンプ本体1に形成されている入口39によって下
方室29に接続されている。
【0022】最後に、2つのシャフト10ー12及び1
1ー13は夫々中央の長手方向穴40及び41を備えて
おり、これらの中央穴40,41はそれぞれポンプ室6
の中央部18及びそれ故液体シール生成器24の液体シ
ール27に連通している。そして、各中央穴40,41
は一連の半径方向通路42を備えており、これらの各半
径方向通路42は円錐状ねじ8,9,14,15の単一
の歯の先端部で終っている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例によるツインスクリュー
ポンプを一部断面にして示す正面図である。
【図2】図1のA−A線に沿って、本発明による流れ分
割器の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ポンプ本体 2 潤滑油タンク 3 電動機 4 一対の円錐状ねじ 5 一対の円錐状ねじ 6 ポンプ室 7 円筒形壁 8 円錐状ねじ 9 円錐状ねじ 10 シャフト 11 シャフト 12 シャフト 13 シャフト 14 円錐状ねじ 15 円錐状ねじ 16 上方送入口 17 下方送入口 18 ポンプ室の中央部 19 入口 20 入口 21 送出室 22 送出口 23 管 24 液体シール生成器 25 流れ偏向管 26 流れ偏向管の底部 27 液体シール 28 上方室 29 下方室 30 入口 31 分離管 32 室 33 流れ分割器 34 膨張/分離バレル 35 吸込管 36 分割壁 37 室 38 分離管 39 入口 40 中央の長手方向穴 41 中央の長手方向穴 42 半径方向通路
フロントページの続き (72)発明者 ジャンピエートロ・フェラーリ・アッグラ ーディ イタリー国フィレンツェ市ビア・フランチ ェスコ・ヌーロ11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2対の円錐状ねじの2つの端にそれぞれ位
    置した2つの流体送入口に接続された流体吸込管を有
    し、各対のねじがかみあっていると共に、一方の対のシ
    ャフトが他方の対のシャフトに同軸に接続されて連続
    し、前記ねじがポンプ室の内部で電動機により同期して
    回転するが、一方の対のねじの推進機が他方の対のねじ
    の推進機と向い合って2つの流れを前記2つの流体送入
    口から前記ポンプ室の中央部に運び、かつこのポンプ室
    の中央部には送出室を有して、その送出口が液相の液体
    シール生成器に接続されているツインスクリューポンプ
    において、前記2対の円錐状ねじが垂直姿勢であると共
    に、前記流体吸込管が前記2つの流体送入口に流れ分割
    器及び分離管によって接続され、かつ前記2対の円錐状
    ねじのシャフトの各々が、これらのシャフトと前記送出
    室との間に、それぞれが前記円錐状ねじの単一の歯の先
    端部で終っている一連の半径方向通路を接続する中央の
    軸方向穴を備えていることを特徴とするツインスクリュ
    ーポンプ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のツインスクリューポンプに
    おいて、前記流れ分割器は一方側が前記流体吸込管に接
    続されている水平な膨張/分離バレルから成り、このバ
    レルがその内部の中間部分を長手方向に延びて2つの等
    しい室を作る垂直な内部分割壁を備え、これら2つの等
    しい室がそれぞれ前記バレルの他方側で前記2つの流体
    送入口に接続されていることを特徴とするツインスクリ
    ューポンプ。
JP24847096A 1995-09-05 1996-09-02 ツインスクリューポンプ Expired - Lifetime JP4038740B2 (ja)

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IT95/A001864 1995-09-05

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