JP2749981B2 - 二相流ポンプ - Google Patents
二相流ポンプInfo
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- JP2749981B2 JP2749981B2 JP22592290A JP22592290A JP2749981B2 JP 2749981 B2 JP2749981 B2 JP 2749981B2 JP 22592290 A JP22592290 A JP 22592290A JP 22592290 A JP22592290 A JP 22592290A JP 2749981 B2 JP2749981 B2 JP 2749981B2
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- Japan
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- gas
- phase
- casing
- liquid
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- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば循環系油圧回路などに使用するのに
適した二相流ポンプに関する。
適した二相流ポンプに関する。
従来の技術 化学プラントにおける冷媒輸送ポンプやレーシングカ
ー用エンジン冷却水ポンプおよび同燃料ポンプなどは、
高い信頼性を要求されるもので、液相（冷媒、冷却水、
燃料など）を負荷回路へ供給するに際して、間違って気
相（空気、ガスなど）を吸込んでも吐出液相流量を変化
しないことが要求される。そのため、このような場合に
は二相流ポンプが使用されている。
ー用エンジン冷却水ポンプおよび同燃料ポンプなどは、
高い信頼性を要求されるもので、液相（冷媒、冷却水、
燃料など）を負荷回路へ供給するに際して、間違って気
相（空気、ガスなど）を吸込んでも吐出液相流量を変化
しないことが要求される。そのため、このような場合に
は二相流ポンプが使用されている。
この従来の二相流ポンプは、真空ポンプと容積型ポン
プをシャフトで連結して、真空ポンプに気相および液相
を同時に吸込ませて、そのうち気相を圧縮して液相の割
合を大きくしたものを容積型ポンプへ直接送り込むよう
に構成されたものであった。
プをシャフトで連結して、真空ポンプに気相および液相
を同時に吸込ませて、そのうち気相を圧縮して液相の割
合を大きくしたものを容積型ポンプへ直接送り込むよう
に構成されたものであった。
発明が解決しようとする課題 ところで、従来の二相流ポンプは、真空ポンプに吸込
まれる気相の割合が増えてくると、気相を圧縮する能力
が低下するので、容積型ポンプに気相および液相がその
まま送られることとなって、液相の吐出流量が低下した
り不安定になる、いわゆるガスロックの現象を生じると
いう問題があった。このガスロック現象が生じると、真
空ポンプの吐出口が塞がれた形になり、真空ポンプの吸
込み特性も悪化させることになるものであった。
まれる気相の割合が増えてくると、気相を圧縮する能力
が低下するので、容積型ポンプに気相および液相がその
まま送られることとなって、液相の吐出流量が低下した
り不安定になる、いわゆるガスロックの現象を生じると
いう問題があった。このガスロック現象が生じると、真
空ポンプの吐出口が塞がれた形になり、真空ポンプの吸
込み特性も悪化させることになるものであった。
この発明はこのような問題を解決することを目的とし
てなされたものである。
てなされたものである。
課題を解決するための手段 この発明は、ケーシングと、このケーシング内に配置
され外部の負荷回路からの気液二相流が導入されるとと
もにこの気液二相流を圧縮した後気相および液相を前記
ケーシング内に吐出するベーンポンプと、このベーンポ
ンプとともに前記ケーシング内に設置され、ベーンポン
プから吐出されてケーシング内に溜められている液相を
吸込んで圧縮して前記負荷回路へ供給するギヤポンプと
から成るものである。
され外部の負荷回路からの気液二相流が導入されるとと
もにこの気液二相流を圧縮した後気相および液相を前記
ケーシング内に吐出するベーンポンプと、このベーンポ
ンプとともに前記ケーシング内に設置され、ベーンポン
プから吐出されてケーシング内に溜められている液相を
吸込んで圧縮して前記負荷回路へ供給するギヤポンプと
から成るものである。
作 用 上記の手段によれば、ベーンポンプとギヤポンプとの
流路が直結されないので、ベーンポンプであまり圧縮さ
れなかった気相を吐出しても、ギヤポンプでは液相を確
実に吸込んで圧縮することができるので、ギヤポンプか
ら吐出液相の流量を低下させずに安定させるとができ、
かつ、ベーンポンプの吸込み特性を向上させることがで
きる。
流路が直結されないので、ベーンポンプであまり圧縮さ
れなかった気相を吐出しても、ギヤポンプでは液相を確
実に吸込んで圧縮することができるので、ギヤポンプか
ら吐出液相の流量を低下させずに安定させるとができ、
かつ、ベーンポンプの吸込み特性を向上させることがで
きる。
実施例 以下本発明に係る二相流ポンプの一実施例を、第１図
ないし第３図を参照して詳細に説明する。
ないし第３図を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明に係る二相流ポンプの一実施例を示し
た縦断面図であり、第２図は本発明の二相流ポンプを循
環系負荷回路に設けた場合の概略的な系統図、そして第
３図は第１図のIII−III線に沿う断面図である。
た縦断面図であり、第２図は本発明の二相流ポンプを循
環系負荷回路に設けた場合の概略的な系統図、そして第
３図は第１図のIII−III線に沿う断面図である。
先ず第２図について、循環系負荷回路における本発明
の二相流ポンプの機能について概略的に説明する。
の二相流ポンプの機能について概略的に説明する。
１は本発明に係る二相流ポンプであり、気液分離ケー
シング２内にベーンポンプ３とギヤポンプ４とが設置さ
れており、負荷回路５で仕事を終えた気液二相流がベー
ンポンプ３へ導入され、ベーンポンプ３でこれらを圧縮
して、気相および液相を気液分離ケーシング２内に吐出
する。この気液分離ケーシング２内では、気相は上部に
溜まり液相は下部に溜まるので、下部に溜まった液相を
ギヤポンプ４が吸込んで圧縮し、圧縮された液相を負荷
回路５へ供給するものである。
シング２内にベーンポンプ３とギヤポンプ４とが設置さ
れており、負荷回路５で仕事を終えた気液二相流がベー
ンポンプ３へ導入され、ベーンポンプ３でこれらを圧縮
して、気相および液相を気液分離ケーシング２内に吐出
する。この気液分離ケーシング２内では、気相は上部に
溜まり液相は下部に溜まるので、下部に溜まった液相を
ギヤポンプ４が吸込んで圧縮し、圧縮された液相を負荷
回路５へ供給するものである。
次に、本発明に係る二相流ポンプの具体的な構成につ
いて第１図および第３図について説明する。
いて第１図および第３図について説明する。
第１図において、11はベーンポンプ３のベーンケーシ
ング、12はギヤポンプ４のギヤケーシングで、両者の間
にセンタープレート13が置かれている。
ング、12はギヤポンプ４のギヤケーシングで、両者の間
にセンタープレート13が置かれている。
ベーンケーシング11内には、ロータ14とともに回転す
るベーン16が設けられており、ベーン15にはその摺動性
を良くするために、ピン15が設けられている。また、17
は吸込ケーシングであり、ここに気液分離ケーシング２
を気密を保持するように貫通した入口継手18が連結され
ていて、この入口継手18を通して、負荷回路５などで仕
事を終えた気液二相流がベーンポンプ３へ導入される。
るベーン16が設けられており、ベーン15にはその摺動性
を良くするために、ピン15が設けられている。また、17
は吸込ケーシングであり、ここに気液分離ケーシング２
を気密を保持するように貫通した入口継手18が連結され
ていて、この入口継手18を通して、負荷回路５などで仕
事を終えた気液二相流がベーンポンプ３へ導入される。
ベーンポンプ３へ導入された気液二相流は、ロータ14
の中にあるベーン15の回転によって圧縮され、圧縮され
た気相および液相がセンタープレート13の吐出ポート19
から気液分離ケーシング２内に吐出される。そして気液
分離ケーシング２内では、気相を上部に溜まり液相は下
部に溜まる。
の中にあるベーン15の回転によって圧縮され、圧縮され
た気相および液相がセンタープレート13の吐出ポート19
から気液分離ケーシング２内に吐出される。そして気液
分離ケーシング２内では、気相を上部に溜まり液相は下
部に溜まる。
一方、ギヤケーシング12内には、駆動側歯車21と従動
側歯車22とが２枚の側板23で押さえられるようにして設
けられており、これら歯車の噛合部には、センタープレ
ート13に設けられた吸込ポート24およびギヤケーシング
12に設けられた通路を通して液相が吸上げられてくる通
路が開口している。また、ギヤケーシング12には、出口
継手25が設けられている。
側歯車22とが２枚の側板23で押さえられるようにして設
けられており、これら歯車の噛合部には、センタープレ
ート13に設けられた吸込ポート24およびギヤケーシング
12に設けられた通路を通して液相が吸上げられてくる通
路が開口している。また、ギヤケーシング12には、出口
継手25が設けられている。
従って、気液分離ケーシング２の下部に溜まっている
液相は、センタープレート13の吸込ポート24から吸込ま
れてギヤケーシング12内に送られ、駆動側歯車21と従動
側歯車22とで圧縮される。そして圧縮された液相が、出
口継手25から外部の例えば負荷回路５へ供給される。
液相は、センタープレート13の吸込ポート24から吸込ま
れてギヤケーシング12内に送られ、駆動側歯車21と従動
側歯車22とで圧縮される。そして圧縮された液相が、出
口継手25から外部の例えば負荷回路５へ供給される。
なお、ベーンポンプ５とギヤポンプ４の駆動源は共通
で、ベーンポンプ３のロータ14とギヤポンプ４の駆動側
歯車21の軸との間には、中間継軸26が設けられて両者が
スプラインに結合され、さらに、駆動側歯車21と図示し
ない駆動源との間も後方継軸27でスプライン結合されて
いる。
で、ベーンポンプ３のロータ14とギヤポンプ４の駆動側
歯車21の軸との間には、中間継軸26が設けられて両者が
スプラインに結合され、さらに、駆動側歯車21と図示し
ない駆動源との間も後方継軸27でスプライン結合されて
いる。
また、31は気液分離ケーシング２の開放端を塞ぐフラ
ンジであり、その中央部分から、オイルシール32を介し
て後方継軸27が外部へ突出している。33はのぞき窓であ
り、運転前に気液分離ケーシング２内の液相レベルを確
認するために設けたものである。
ンジであり、その中央部分から、オイルシール32を介し
て後方継軸27が外部へ突出している。33はのぞき窓であ
り、運転前に気液分離ケーシング２内の液相レベルを確
認するために設けたものである。
さて、上記のように構成された本発明の二相流ポンプ
において、気液分離ケーシング２の内圧がどの程度にな
るかを検証する。
において、気液分離ケーシング２の内圧がどの程度にな
るかを検証する。
第２図の循環系において、本発明の二相流ポンプ１を
除く系内の容量がV1（ｌ）であり、本発明の二相流ポン
プ１の容量がV2（ｌ）だとする。そして、運転前の系内
の容量V1の内訳が、作動流体としての液相分がV
F2（ｌ）、ガスなどの気相分がV1−VF2（ｌ）であり、
二相流ポンプ１の容量V2の内訳が、作動流体としての液
相分がVF1（ｌ）、ガスなどの気相分がV2−VF1（ｌ）で
あるとする。一方、運転中には、系内の容量V1の内訳
が、液相分がV1（ｌ）、気相分が０（ｌ）となり、二相
流ポンプ１の容量V2の内訳が、液相分が｛V1＋V2）−
（VF1＋VF2）｝（ｌ）、気相分が［V2−｛（V1＋V2）−
（VF1＋VF2）｝］（ｌ）になるものとする。
除く系内の容量がV1（ｌ）であり、本発明の二相流ポン
プ１の容量がV2（ｌ）だとする。そして、運転前の系内
の容量V1の内訳が、作動流体としての液相分がV
F2（ｌ）、ガスなどの気相分がV1−VF2（ｌ）であり、
二相流ポンプ１の容量V2の内訳が、作動流体としての液
相分がVF1（ｌ）、ガスなどの気相分がV2−VF1（ｌ）で
あるとする。一方、運転中には、系内の容量V1の内訳
が、液相分がV1（ｌ）、気相分が０（ｌ）となり、二相
流ポンプ１の容量V2の内訳が、液相分が｛V1＋V2）−
（VF1＋VF2）｝（ｌ）、気相分が［V2−｛（V1＋V2）−
（VF1＋VF2）｝］（ｌ）になるものとする。
そこで、気液分離ケーシング２の内圧Ｐは、運転前は
大気圧であるから1.0ataであるが、運転中は、 となる。
大気圧であるから1.0ataであるが、運転中は、 となる。
ここで、設計的に、 １）系内の作動流体を系内の容量の20％とする、すなわ
ちVF2＝0.2V1 ２）気液分離ケーシング２の容量を系内の容量の10倍と
する。すなわちV2＝10V1 ３）運転前の気液分離ケーシング２内に占める作動流体
の容量を、気液分離ケーシング２の容量の20％とする、
すなわちVF1＝0.2V2 と設定すると（１）式は次のようになる。
ちVF2＝0.2V1 ２）気液分離ケーシング２の容量を系内の容量の10倍と
する。すなわちV2＝10V1 ３）運転前の気液分離ケーシング２内に占める作動流体
の容量を、気液分離ケーシング２の容量の20％とする、
すなわちVF1＝0.2V2 と設定すると（１）式は次のようになる。
このように、運転前は大気圧であった気液分離ケーシ
ング内の圧力は、上記のように設計することにより、6.
7（ata）に上昇するが、それ以上には気相分が加熱され
ない限り昇圧されることはない。また、通常は自然放熱
もあるので気相分の加熱は押さえられると考えられる。
ング内の圧力は、上記のように設計することにより、6.
7（ata）に上昇するが、それ以上には気相分が加熱され
ない限り昇圧されることはない。また、通常は自然放熱
もあるので気相分の加熱は押さえられると考えられる。
そこで、この程度に圧力が上昇することは、下流側の
ギヤポンプ４として、入口圧力が大きい程ポンプ仕事が
楽になることからも好ましく、また上流側のベーンポン
プ３のベーンケーシング11としては、この程度の圧力に
充分耐圧性を有するので、気液分離ケーシング２の耐圧
設計にのみ留意すれば、本発明を無理なく実用化するこ
とができる。
ギヤポンプ４として、入口圧力が大きい程ポンプ仕事が
楽になることからも好ましく、また上流側のベーンポン
プ３のベーンケーシング11としては、この程度の圧力に
充分耐圧性を有するので、気液分離ケーシング２の耐圧
設計にのみ留意すれば、本発明を無理なく実用化するこ
とができる。
発明の効果 以上詳述したように本発明によれば、ベーンポンプで
気液二相流を完全に分離できなかったとしても、ギヤポ
ンプでは確実に液相分を吸込んで圧縮、高吐出圧で液相
分を負荷回路などへ供給することができ、またギヤポン
プからの吐出液相の流量を低下させずに安定させること
ができる、極めて効果の大きな二相流ポンプが提供され
る。
気液二相流を完全に分離できなかったとしても、ギヤポ
ンプでは確実に液相分を吸込んで圧縮、高吐出圧で液相
分を負荷回路などへ供給することができ、またギヤポン
プからの吐出液相の流量を低下させずに安定させること
ができる、極めて効果の大きな二相流ポンプが提供され
る。
第１図は本発明に係る二相流ポンプの一実施例を示した
縦断面図、第２図は本発明の二相流ポンプを循環系負荷
回路に設けた場合の概略的な系統図、第３図は第１図の
III−III線に沿う断面図である。 １……二相流ポンプ、２……気液分離ケーシング、３…
…ベーンポンプ、４……ギヤポンプ、５……負荷回路、
19……吐出ポート、24……吸込ポート。
縦断面図、第２図は本発明の二相流ポンプを循環系負荷
回路に設けた場合の概略的な系統図、第３図は第１図の
III−III線に沿う断面図である。 １……二相流ポンプ、２……気液分離ケーシング、３…
…ベーンポンプ、４……ギヤポンプ、５……負荷回路、
19……吐出ポート、24……吸込ポート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綾部 久文 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 竹野 市朗 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 山口 俊雄 長崎県長崎市飽の浦町５番３号 西日本 菱重興産ビル４階 長菱設計株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】ケーシングと、このケーシング内に設置さ
れ外部の負荷回路からの気液二相流が導入されるととも
にこの気液二相流を圧縮した後気相および液相を前記ケ
ーシング内に吐出するベーンポンプと、このベーンポン
プとともに前記ケーシング内に設置され、ベーンポンプ
から吐出されてケーシング内に溜められている液相を吸
込んで圧縮して前記負荷回路へ供給するギヤポンプとか
ら成る二相流ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22592290A JP2749981B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 二相流ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22592290A JP2749981B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 二相流ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04109089A JPH04109089A (ja) | 1992-04-10 |
| JP2749981B2 true JP2749981B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=16836992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22592290A Expired - Lifetime JP2749981B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 二相流ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749981B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6638040B2 (en) * | 2001-12-31 | 2003-10-28 | Industrial Technology Research Institute | Dry vacuum pump |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP22592290A patent/JP2749981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04109089A (ja) | 1992-04-10 |
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Legal Events
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