JP2568114Y2 - 一軸偏心ねじポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、特に温度変化の大きい
流体の定量輸送に好適な一軸偏心ねじポンプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一軸偏心ねじポンプは粘性の高い流体で
も圧送でき、定量性があるという特長を有しているた
め、オイルや塗料、パルプ液などの高粘性流体や薬液、
食品などの圧送に使用されている。

【０００３】このような一軸偏心ねじポンプの構造は、
図２に示すように、長円形断面を有し、雌ねじ状の内面
を形成したステータ２１に、回転軸に対して偏心した円
形断面を有する雄ねじ状のロータ２２を内装し、該ロー
タ２２には２つのユニバーサルジョイント２３、２３お
よびコネクティングロッド２４を介してシャフト２５が
連結され、軸封部２６でシールされていた。また、上記
ステータ２１の外周面は外部に露出した構造となってお
り、容易にこのステータ２１を取り外して分解、清掃し
やすいようになっていた。

【０００４】また、上記ステータ２１、ロータ２２の材
質は、金属、ゴムなどが用いられていたが、近年耐食
性、耐熱性に優れたセラミックスが用いられるようにな
ってきた（特開昭６２−２９７８１号公報など参照）。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところが、前記の様な
従来の一軸偏心ねじポンプで高温流体を圧送する場合、
ロータ２２は高温となるのに対し、ステータ２１は外部
に露出した構造となっていたため、ロータ２２に比べて
低い温度となっていた。そのため、ステータ２１の熱膨
張よりもロータ２２の熱膨張の方が大きく、結果的にポ
ンプ室の容積が減少して、流量が減少するという問題点
があった。したがって、圧送中に流体の温度が変化する
ような場合、上記理由によって、高温時には流量が少な
く、低温時には流量が多くなってしまい、定量圧送がで
きなくなるという問題点があった。

【０００６】また、ステータ２１をセラミックスで形成
した場合、従来のようにステータ２１が露出した構造で
は、外部からの衝撃によって欠けや割れが発生する恐れ
があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本考案は、
一軸偏心ねじポンプを構成するステータを筒状体で包囲
するとともに、該筒状体とステータとの間に形成した隙
間に圧送流体の一部を還流させる構造としたものであ
る。

【０００８】

【作用】本考案によれば、ステータの周囲を圧送流体が
還流する構造としたことによって、圧送流体に温度変化
があった場合でも、ロータとステータが同様に温度変化
して、同様に熱膨張することからポンプ室の容積変化が
小さく、温度変化に伴う流量変化を防止することができ
る。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

【００１０】図１に示すように、回転軸に対して偏心し
た円形断面を有する雄ねじ状のロータ２を、長円形断面
を有し、ピッチがロータ２の２倍である雌ねじ状の内面
を形成したステータ１に内装し、前記ロータ２には、二
つのユニバーサルジョイント３、３およびコネクティン
グロッド４を介してシャフト５が連結され、軸封部６で
シールされている。また、上記ステータ１を包囲する筒
状体として、金属製のエンドピース９およびステータケ
ーシング１０が配置してあり、他の部分をポンプハウジ
ング１１で覆っている。さらに、上記エンドピース９お
よびステータケーシング１０とステータ１との間には隙
間１２が形成され、この隙間１２に流体を循環させるた
めに、エンドピース９およびステータケーシング１０に
それぞれ通路９ａ、１０ａを形成してある。

【００１１】そして、上記シャフト５によって前記ロー
タ２を回転させれば、ロータ２は回転軸を中心として回
転すると共に、固定されたステータ１の軸心に対して偏
心運動を行うことによって流体を吸込口７から吐出口８
へ圧送できるようになっている。また、流体圧送時に
は、高圧力となる吐出口８側から、通路９ａ、隙間１
２、通路１０ａを経て吸入口７側へ、圧送流体の一部が
還流するようになる。このように、ステータ１の外面を
圧送流体が還流することによって、例えば高温流体を圧
送する場合に、ステータ１がロータ２と同様に高温とな
って、同様に熱膨張するため、ポンプ室の大きさが変化
せず、温度変化があっても定量圧送が可能となる。

【００１２】なお、上記還流量が多いと、その分吐出量
が減ってポンプの性能を悪くしてしまうが、種々実験の
結果、上記還流量が圧送量の１０％以下であればポンプ
の性能に悪影響を及ぼさなかった。したがって、還流量
が圧送量の１０％以下となるように、上記通路９ａ、１
０ａや隙間１２の大きさを調整すればよい。

【００１３】また、上記ステータ１、ロータ２はゴム、
金属などで形成してもよいが、耐食性、耐熱性、耐磨耗
性などの点から、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素などの
セラミックスを用いることが好ましい。このように、ス
テータ１をセラミックスで形成した場合でも、上記エン
ドピース９およびステータケーシング１０によって覆わ
れているため、ステータ１に外部の衝撃が加わることは
なく、欠けや割れが発生する恐れはない。また、ステー
タ１、ロータ２は同じ種類のセラミックス、または同程
度の熱膨張率を有するセラミックスとすることによっ
て、定量圧送性をより高めることができる。

【００１４】さらに、上記実施例では、ステータ１を取
り囲む筒状体として、エンドピース９およびステータケ
ーシング１０からなるものを示したが、必ずしもこの構
造に限定されるものではなく、ステータ１の周囲に形成
した隙間１２中を圧送流体の一部が還流する構造として
あればよい。

【００１５】実験例 ここで、本考案実施例として、図１に示す一軸偏心ねじ
ポンプを、ステータ１、ロータ２はいずれも窒化珪素質
セラミックスにより形成して試作した。また、比較例と
して図２に示す従来のものを、ステータ１、ロータ２共
に窒化珪素質セラミックスで形成したもの（比較例
１）、ステータ１はゴムで、ロータ２はステンレスでそ
れぞれ形成したもの（比較例２）を用意した。

【００１６】これら、本考案実施例および比較例の一軸
偏心ねじポンプを、２００回転／分でシャフト５を回転
させて清水の圧送試験を行い、清水の温度を２０℃から
１００℃に変化させた時の流量減少率を調べた。結果は
表１に示す通りである。

【００１７】

【表１】

【００１８】食品、化学関係の定量圧送に用いる場合、
用途にもよるが、流量変化率は±２％以下が求められて
いた。ところが、表１に示すように、比較例では２０〜
１００℃の温度変化があった場合の流量変化率が５％以
上と大きく、上記要求特性を満たしていなかった。特
に、ステータ１をゴムで、ロータ２をステンレスでした
もの（比較例２）は、熱膨張率に差があることもあっ
て、流量変化率が大きかった。

【００１９】これらに対し、本考案実施例では２０〜１
００℃の温度差があっても、流量変化率が１％以下と、
上記要求特性を満たしており、優れた定量圧送性を示す
ことがわかる。

【００２０】

【考案の効果】このように本考案によれば、一軸偏心ね
じポンプを構成するステータを包囲するように筒状体を
備え、該筒状体とステータとの間に形成した隙間に圧送
流体の一部を循環させる構造としたことによって、圧送
流体に温度変化があった場合でもロータとステータが同
様に熱膨張するため、流量の変化率が極めて小さく、優
れた定量圧送を行うことができる。また、上記筒状体で
覆っているため、ステータをセラミックスで形成した場
合でも外部からの衝撃による欠けや割れの発生を防止で
きるなど、さまざまな特長をもった一軸偏心ねじポンプ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例に係る一軸偏心ねじポンプを示す
縦断面図である。

【図２】従来の一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・ステータ ２・・・ロータ ３・・・ユニバーサルジョイント ４・・・コネクティングロッド ５・・・シャフト ６・・・軸封部 ７・・・吸込口 ８・・・吐出口 ９・・・エンドピース １０・・・ステータケーシング １１・・・ポンプハウジング １２・・・隙間

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】雌ねじ状の内面をもったステータに雄ねじ
   状のロータを内装し、該ロータをユニバーサルジョイン
   トおよびコネクティングロッドを介してシャフトに連結
   してなる一軸偏心ねじポンプにおいて、上記ステータに
   対して隙間を形成する如く筒状体で包囲するとともに、
   この隙間を通して圧送流体の一部を還流させる構造とし
   たことを特徴とする一軸偏心ねじポンプ。