JPH06341393A - 反動タービンを備えた電動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高圧流体により駆動され、特に液体および負荷
液体のポンピングに適したタービンを備えた電動ポンプ
を提供すること。 【構成】本発明の電動ポンプ１は、二つの固定リング１
３，１４の間に一直線に載置されたピボットスリーブ１
５を有する。このスリーブ１５の内壁面には、ヘリカル
ベーンのようなポンプ部材３１，３２が固定されてい
る。スリーブ１５の外表面はタービンのロータを形成し
ており、このタービンのロータには、加圧流体が分配ボ
リュート８から半径方向に求心的に注入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体または固体の入っ
た液体をポンピングするための、加圧流体により作動す
る反動タービンを備えた電動ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】回転ポンプとタービン駆動装置とを備え
た電動ポンプはすでによく知られている。これらの電動
ポンプは、使用されるポンプのタイプやタービンの型に
よって区別されるだけでなく、タービンとポンプの相互
配置、ならびに事実上、電動ポンプのこれら二つの構成
要素間における動きの機械的伝動方式によっても区別さ
れている。

【０００３】特に、タービンとポンプとが一直線に配置
された、すなわち、ポンプの軸とタービンの軸とが互い
の延長上に位置している電動ポンプがよく知られてい
る。このような電動ポンプにおいて、ポンプの二つの管
（入口管と出口管）のうち少なくとも一方はポンプの軸
に対して垂直または斜めに配置され、もう一方は、ポン
プの軸に対して垂直または斜めに、あるいは、ポンプの
軸と一致して（タービンの向かい側に位置するポンプの
側に）配置されている。

【０００４】ドイツ公開特許公報第３，００８，３３４
号には、タンジェンシャルタービンであって、回転体が
前記タービンの中空軸で形成されたポンプを駆動するも
のが記載されている。このドイツ公開特許公報第３，０
０８，３３４号に記載された機械は蒸気で作動する。こ
の機械は大きすぎて扱いにくく、静的な用途にのみ適合
する。

【０００５】スイス特許第４６５，４１３号には、原子
力発電所内の固定設備向けの一軸ポンプが記載されてい
る。このポンプは周辺タービンにより作動する。ポンプ
ロータは中央ハブを有し、原動力となる流体とポンピン
グされる流体との間に起こりうる混合なしに、有効断面
積を浸蝕する軸受けによって支持されるタイプのもので
ある。

【０００６】米国特許第２，１１３，２１３号には、小
さい回転ポンプおよび同心のタービンとで構成された円
筒ポンプが記載されている。これらのポンプは井戸から
水や油をくみ出すために井戸での運転が意図されてい
る。これらのポンプは直列に載置されて、チャンバ内に
位置され、ポンピングされる層の下に埋め込まれる。各
ポンプはその基部にベントを有している。加圧流体はチ
ャンバに注入されるとベントを通って上昇し、タービン
を回転させてポンプを作動させる。この原動力流体は、
その後、表面に出るために、くみ出された液体と完全に
混ざる。

【０００７】いくつかの適用について、現在知られてい
る電動ポンプはすべて重大な欠点を有している。このこ
とは、特に、しゅんせつ作業に使用される潜液式ポンプ
に当てはまる。

【０００８】ポンプ船において、ブームには、しゅんせ
つした物質（泥および／または砂）をこのしゅんせつ船
のウェル、または送り出し管に運ぶための吸込み管がつ
いている。

【０００９】吸い込みは、しゅんせつ船の船上に据え付
けられた電動ポンプによって実行される。しかし、その
ようなシステムは、しゅんせつの深さが比較的浅い場合
にのみ適する。

【００１０】比較的深い場所でのしゅんせつには、通
常、吸込み管のできるだけ低い位置に取り付けた潜液式
電動ポンプを用いることが必要である。

【００１１】したがって、そのような潜液式電動ポンプ
は圧力をかけられて作動するので、その吸込み性能は向
上する。しかし、現在知られている電動ポンプのそのよ
うな適用は、特にこれら電動ポンプとこれにつながれた
エルボ管とがかなり重くて大きいため、非常に重大な技
術的問題を呈している。よって、直径６５０mmの管につ
ながれることがある潜液式電動ドレッジポンプは、現
在、（エルボ管ならびに操縦や運転の間に生じる応力を
吸収するのに必要なフレームとを含めて）重さが約２５
トン、長さが約６ｍ、横寸法が約３ｍになる。そのよう
な周知のタイプの電動ポンプを備えたドレッジヘッドの
操縦には、重くて高価なハンドリング機械の使用と、熟
練した技能が必要とされる。

【００１２】別の問題は、これらの電動ポンプを使用し
なければならない（機械的に言えば）難しい環境、すな
わち、海水のような、塩やさまざまな粒度の粒子を含ん
だ概してアグレッシブな水が原因となって生ずる。

【００１３】これら電動ポンプのデリケートな部分を保
護するため、特に転がり軸受けやタービンの構成要素を
保護するために、きわめて高性能のシール装置が一般に
用いられている。それによって、重さと大きさが比例的
に増加し、また、コストやメインテナンスのしやすさ、
熱放散といった問題が提供される。

【００１４】本発明と同一の発明者によるＥＰＯ特許第
０，０３３，６４０号には、加圧流体により作動する反
動タービンを備えた電動ポンプで、特にしゅんせつ作業
に適合し、ポンプとタービンが同心的に配置され、原動
力となる流体とポンピングされる流体とが電動ポンプを
軸方向に流れるものが記載されている。このＥＰＯ特許
第０，０３３，６４０号による電動ポンプは、すぐれて
はいるものの、いまだすべての問題を解決しているわけ
ではない。そのパワーと比較して、それはまだかなり大
きく長さも長い。このことは、比較的高価なハンドリン
グ機械を使用するのと同様に、（金属の重さにおいて）
コストが高いことを示している。また、それは多量の原
動力流体、したがってまた大きな直径の送り管を必要と
し、必然的にかなりの重量増加を伴う。また、そのサイ
ズゆえに、まだ操縦中や運転中に生じる応力に敏感であ
る。さらに、いろいろな構成要素の取り外しにはまだ無
視できない時間が必要であるにもかかわらず、それの受
ける作業条件において、そうした取り外しは比較的頻繁
になされる。最後に、実際問題として、そのような電動
ポンプの調整範囲がかなり狭いため、運転中に生じるす
べての状況（荷重の増加、異なる種類のポンプ部材の取
り付け）に最適な仕方で適合することは不可能である。

【００１５】後述する本発明による電動ポンプは、特に
潜液式電動ポンプとして使用可能で、しかも特にかなり
深い場所での海底堆積物のしゅんせつ作業のための潜液
式電動ポンプとしてきわめて有利なものである。しか
し、本発明による電動ポンプの適用は決してこれら特別
の例に限定されるものではなく、それは、さまざまな液
体または固体入り液体（例えば水に鉱石および／または
石炭の入った懸濁液）をポンピングするための非潜液式
電動ポンプとして有利に使用することもできる。

【００１６】努力の結果、従来知られていたものと比較
して、同じ吸込みパワーで、長さが大幅にコンパクトに
なり、重さも軽くなった電動ポンプを作ることができ
た。

【００１７】本発明の他の目的は、その構造それ自体に
よって自身を支持し、軸方向応力やねじり、屈曲にも耐
える、非常に丈夫に作られた電動ポンプを得ることであ
る。本発明のさらに他の目的は、タービンの回転速度、
したがってポンピングされる液体の流量や圧力を簡単に
調節することができる電動ポンプを作り出すことであ
る。

【００１８】本発明のさらに他の目的は、従来知られて
いるものよりも、同じパワーで、製造コストの安い電動
ポンプを得ることである。

【００１９】本発明のさらに他の目的は、固体をたくさ
ん含む液体のポンピングに有利に使用することができ、
したがって海底堆積物のしゅんせつ作業のための電動ポ
ンプとして好適な電動ポンプを作ることである。

【００２０】さらに、本発明は、エネルギー損失のかな
り低減された電動ポンプを提供することを目的とする。

【００２１】本発明のさらに他の目的は、軸受けがその
使用条件を考慮した有効な方法で保護されている電動ポ
ンプを作ることである。

【００２２】最後に、本発明のさらに他の目的は、維持
費が安くしかも構成要素を容易に取り替えることができ
る電動ポンプを得ることである。

【００２３】

【発明の概要】本発明は、その主題として、加圧流体に
より駆動されるタービンと、液体および固体入り液体を
ポンピングするための回転ポンプとを備えた電動ポンプ
で、円筒吸込みポートを構成する管端と、円筒送り出し
ポートを構成する管端とからなり、これら二つの管端が
同じ内直径をもち互いに一直線をなして配置されている
固定ポンプ本体と、内直径が前記二つの管端のそれとほ
ぼ同じで、これら二つの管端間に後者に対してわずかな
間隙をもって一直線に載置され、軸を中心として回転
し、回転ポンプ部材が内部に載置されてこれにしっかり
取り付けられている円筒スリーブと、加圧流体により作
動し、前記スリーブのまわりにリング状に載置され、べ
ーンを支持するロータが前記スリーブの外側に載置され
当該スリーブにしっかり取り付けられている駆動タービ
ンと、流体を前記タービンに注入する注入手段と、その
流体を前記タービンから吐き出す吐出し手段と、前記タ
ービンの固定本体を前記固定ポンプ本体とともにしっか
り固定し、前記スリーブと前記二つの管とで形成された
アセンブリのまわりに環状空間を形成するケーシングと
からなる電動ポンプを主題としている。

【００２４】この電動ポンプにおいて、前記タービン
は、注入側が広くそれから一端に向かって次第に狭くな
るロータを有する反動タービンであり、前記ロータは、
軸方向からわずかにそれつつも前記加圧流体の注入側に
ほぼ前記軸方向に伸長するとともに前記流体の吐出し側
にほぼ前記軸方向に伸長するべーンを支持しており、前
記注入手段は、前記タービンのまわりにリング状に配置
されているとともに、前記ケーシングに容易に取り外し
がきくように取り付けられた分配リングを有しており、
前記ケーシングは容易に取り外しがきくように端と端を
つけて組み立てられた二つの円筒要素からなり、加圧流
体の流れをそらすための調整手段が、前記タービンの周
囲の、前記分配リングと前記ロータとの間に配置されて
いる。

【００２５】有利な一実施例によれば、前記電動ポンプ
は、ただ一つのロータを有し、前記加圧流体を吐き出す
ための手段が前記送り出しポートの側に設けられてい
る。

【００２６】他の有利な実施例によれば、前記電動ポン
プは、二つの結合ロータで形成されそれぞれの入口が対
になって結合されたダブルロータを有し、一方のロータ
の前記吐出し手段は前記送り出しポートの側に設けら
れ、もう一方のロータの前記吐出し手段は前記吸込みポ
ートの側に設けられている。

【００２７】好ましくは、環状シールが前記スリーブと
前記管端との間に配置されており、これらシールによっ
て、前記スリーブの回転を妨げることなく、ポンピング
された液体や粒子が前記スリーブの内部から前記ケーシ
ングの内部を構成する前記環状空間に通るのが防止され
るようになっている。

【００２８】前記ケーシングの内部を構成する前記環状
空間は、前記スリーブのどちらか一方の側において、回
転シールで隔てられた二つのチャンバに分かれており、
第１チャンバは環状シールによって前記ポンプの内部か
ら隔てられ、第２チャンバは軸受けに通じており、さら
にこの第２チャンバは、前記タービンから漏れる前記加
圧流体の通路上に配置され、そして、ポンピングされた
固体粒子入りの液体が前記軸受けに通るのを防止するた
めに、前記第１チャンバに対してわずかに圧力が高い状
態に置かれている。

【００２９】前記円筒要素は、これらの共通端の側にお
いて、外に伸長するフランジによって延長されている。

【００３０】好適な一実施例によれば、前記調整手段は
可動ブレードと固定ディフレクタとからなる。

【００３１】十分にテストされた一実施例によれば、前
記回転ポンプ部材は、（前記スリーブの内壁面から伸び
て当該スリーブの軸方向に向かう）ヘリカルベーンから
なっている。

【００３２】上記の実施例の一構成によれば、空空間が
前記スリーブの軸と前記べーンとの間に広がっている。

【００３３】別の構成によれば、前記べーンは前記スリ
ーブの軸と一致する直線に沿って互いにつながってい
る。

【００３４】他の実施例によれば、前記回転ポンプ部材
はいわゆるねじポンプ(Archimedeanscrew) からなる。

【００３５】更に他の実施例では、前記回転ポンプはい
わゆるモアノポンプ（Ｍｏｉｎｅａｕ ｐｕｍｐ）であ
って、これの外側部分は前記スリーブの内壁面にしっか
り取り付けられて当該スリーブの軸に沿って配置され、
前記外側部分とかみ合う中央部分の一端部は継手によっ
てシャフトに固定され、このシャフトの他端は、別の継
手によって、固定ポンプ本体にしっかり取り付けられた
ブラケットに取り付けられている。

【００３６】本発明の他の主題は、海底や川底、湖底に
堆積した堆積物を取り除くための装置で、しゅんせつ機
械に載置され、水中に入れる一端部がヘッドに取り付け
られたブームと、このブームとつながっている少なくと
も一つの電動ポンプとからなる装置である。この装置
は、前記ブームの水中端のすぐ近くで当該ブームにつな
がれた少なくとも一つの前記した電動ポンプを有し、ポ
ンピングされた堆積物が前記ブームの他端に上がってく
る際に軸方向が変化しないように、前記電動ポンプの回
転軸は前記ブームの軸と一致している。

【００３７】この装置は、例えば、しゅんせつ船に取り
付けられ、このしゅんせつ船がトレーリングブームを有
するか、静止しまたは固定点にあるか、分解手段を備え
ているかは問わない。また、この装置は、深い場所で団
塊を採掘する船にも使用することができる。

【００３８】本発明によるターボ形ポンプの利点の一つ
は、同じ機能を等しい特性で行う他の機械と比較して、
重量が軽減されている点にある。

【００３９】他の利点は、タービンの回転速度を容易に
調節できることで、これによって、しゅんせつ作業を精
確にコントロールすることが可能になる。

【００４０】さらに他の利点は、タービンの回転力と回
転速度を変えることができるので、この電動ポンプを、
用途に応じて、非常にさまざまな異なるポンプに取り付
けることができることである。

【００４１】さらに他の利点は、この電動ポンプは簡単
に分解と再組み立てを行うことができ、これによって、
最小時間で部品の摩耗状態をチェックすることが可能に
なることである。

【００４２】さらに他の利点は、「きれいな」（ｃｌｅ
ａｎ） 流体によって軸受けと（固体粒子を含む）排水
との間に二重仕切りが存在しているので、軸受けの寿命
が非常に長くなることである。

【００４３】さらに他の利点は、タービンが高圧の流体
により作動するため、使用される流体の容積、したがっ
て送り管のサイズを低減できることである。

【００４４】さらに他の利点は、電動ポンプをすべての
位置と任意の角度で使用することができることである。

【００４５】さらに他の利点は、いくぶん意外ではある
が、キャビテーション現象がタービンに、そして（その
タイプや作業の深さによっては）ポンプにさえほとんど
存在しないことであって、このことはターボ形ポンプの
寿命に非常に好ましい影響を与える。

【００４６】最後に、明らかな利点として、タービンと
ポンプが回転速度の広範囲にわたって非常に高い（約７
２％の）総合効率を呈することである。

【００４７】

【実施例】以下に、添付の図面を参照しながら、本発明
の実施例を説明し、本発明の他の特徴や利点を明らかに
する。ここでは、しゅんせつ用の二つの電動ポンプにつ
いて説明するが、これに限定されないことはもちろんで
ある。ここで、図１は、べーンポンプに適用された本発
明による電動ポンプの部分断面側面図である。図２は、
モアノポンプに適用された本発明による電動ポンプの部
分断面側面図である。図３は、ねじポンプに適用された
本発明による電動ポンプの部分断面側面図である。図４
は、本発明によるしゅんせつ装置の概略図である。

【００４８】図１に示す電動ポンプ１は、要するに二つ
の円筒要素２から形成されたケーシングを有する。これ
ら要素２は、外に伸長するフランジ３によって、わずか
な間隙をあけて互いに結合されている。この結合は組立
手段、すなわちこの場合はボルト４によってなされる。
各ボルト４はブッシュ５に載置され、したがって締付け
後の旋回が可能になる。各ボルト４はその中央部におい
て可動ブレード６を支持し、ピボット装置（図示せず）
により作動するピボットワッシャ７を介して回転するこ
とができる。

【００４９】二つの円筒要素２とこれらのフランジ３
は、簡単に取り外しがきくタービンのステータを形成し
ている。加圧流体を分配するためのうず巻き形要素８
は、二つのフランジ３を分けている間隙と同じ水準で、
このステータの周囲に固定されている。

【００５０】フランジ３の間には固定ブレード９が配置
され、流体の向きを最適状態に合わせ、可動ブレード６
によってこの流体の迎え角を変え、したがってタービン
の回転速度を変えることができるようになっている。

【００５１】円筒要素２の自由端は、それぞれ、ボルト
によって、直径が小さいほうの端部に取付けフランジ１
２を有する円すい入口または出口部１０，１１に固定さ
れている。この取付けフランジ１２によって、電動ポン
プ１を吸込み管と送り出し管（ともに図示せず）につな
ぐことができる。これら円すい部分の内壁面には環状部
分１３，１４が固定されており、これら環状部分１３，
１４はポンプの吸込みポートと送り出しポート、ならび
にポンプの固定部分を構成している。これらの部分１
３，１４は、ポンプ１に最適効率を付与するため、端部
に向かってわずかに収れんしている。

【００５２】これら二つの環状部分１３，１４の間に
は、これら環状部分１３，１４と同じ軸に沿って一直線
になったスリーブ１５が配置されており、このスリーブ
１５の端部はこれら環状部分３，１４とほぼ同じ内直径
を有している。

【００５３】このスリーブ１５はポンプとタービンの双
方に共通の要素であると同時に、電動ポンプのこれら二
つの必須部分間の境界およびこれら二つの部分間の伝動
部を構成している。

【００５４】タービンのロータ１６とべーン１７はスリ
ーブの外表面に固定されあるいはその一部を形成してい
る。べーン１７は、（半径方向に配置された）入口１８
に面し二重曲りに沿って位置している、ロータ１６の直
径が大きいほうの部分から、前記べーン１７がほぼ軸方
向に配置されている、このロータ１６の直径が小さいほ
うの部分に伸長しており、これによって、高圧流体から
非常に高い効率でエネルギーを取り出すことができる。
しかしながら、吐出しチャンバに近づくにつれてわずか
に収れんするべーン１７の形状は留意されるであろう。

【００５５】図１に示すロータはダブルロータを構成し
ている。すなわち、それは二列の結合べーン１７からな
る二つのべーンを備え、一方は電動ポンプ１の入口ポー
ト１４と同じ側において軸方向に向いており、他方は軸
の反対方向に向いている。この形状は、加圧流体によっ
てロータ１６に生じる軸方向スラストを実際にバランス
させることができるという利点を有している。

【００５６】第２ロータ１６を使用しなければ、その中
の盲穴を動作中の部分の動つり合わせに役立たせること
によって、回転質量を軽くすることができる。

【００５７】ただ一つのロータ１６を持つ電動ポンプの
場合には（図示せず）、吐出しはポンプの送り出しポー
ト１３と同じ側に配置され、ポンピングされた流体によ
ってポンプロータに生じるスラストに相対するスラスト
をロータ１６に生じさせるようになっている。電動ポン
プ１が作動しているとき、うず巻き形のディストリビュ
ータ８には高圧の流体が供給される。この流体はタービ
ンのまわりに分配された後、二つのフランジ３の間で求
心的に漏れ出る。

【００５８】ディフレクタ９とブレード６に案内されて
前記加圧流体はべーン１７に達し、これに、スリーブ１
５の回転、したがってこれの内壁面に固定されたポンピ
ング手段１９の回転を引き起こすスラストを授与する。

【００５９】原動力流体は、使用後は、タービンのどち
らか一方の側に配置された二つの吐出しチャンバ２０の
中に解放される。

【００６０】較正ポート２１がこれらチャンバ２０の全
周囲にわたって設けられており、これらチャンバの内部
が周囲の媒体と比較してわずかに高圧に保たれている間
加圧流体が漏れうるようになっている。

【００６１】アキシャル軸受け２２とラジアル軸受け２
２ａとそれらのシール２２ｂはスリーブ１５の外周部に
位置している。これらの部材は、特に洗浄され遠心分離
された部分の流体によって潤滑され、この流体は、アキ
シャル軸受け２２とラジアル軸受け２２ａを通る供給管
により圧力をかけられて入れられ、必要に応じてさらに
表面に設けられたポンプ（図示せず）により送り込まれ
る外部管２２ｃによって注入される。潤滑流体をそれぞ
れ別のポイントに注入することによって、タービンのロ
ータ１６を文字通り「浮かべて」(float) 、可動部の回
転の中心に安定的に維持することができる。

【００６２】供給毛管が貫通しているこれらアキシャル
軸受け２２とラジアル軸受け２２ａとそれらのシール２
２ｂは、ポンプを通過する粒子を含む液体が届かない所
に位置している。軸受け２２と２２ａに到達するために
は、この液体は実際上、二重の流体障壁を通過しなけれ
ばならない。軸受け２２と２２ａは実際にタービンの二
つの吐出しチャンバ２０と隣接している。過度の圧力に
ある周囲流体によってこれら軸受け２２と２２ａのため
の第１の保護がなされている。

【００６３】各吐出しチャンバ２０は、滑り接触によっ
て、スリーブ１５の内部に対してそれ自体過度の圧力に
ある第２チャンバ２３に通じている。この過度の圧力
は、水ポンプ（図示せず）がつながっている第２チャン
バ２３に通じている接続管２４の存在によって得られ
る。このポンプに送り込む「きれいな」(clean) 水は
（円すい要素１０，１１の水準またはもっと離れて、ま
たは表面にさえある）環境から出される。この水は、チ
ャンバ２３が位置している場所において標準状態のポン
プ本体が呈する圧力よりも高い圧力で第２チャンバ２３
に注入される。ここで注意すべきは、この圧力は前記場
所がポンプの「上流」(upstream)側か「下流」(downstr
eam)側かによって同じではなく、したがってこれらチャ
ンバ内の圧力はそれに応じて変化しなければならないこ
とである。

【００６４】両側においてピボットスリーブ１５を各環
状部分１３，１４から分けているギャップは、その（ら
せん溝からなる）形状によって同時に回転シールとポン
プシールの機能を果たす回転スリーブ２５によって閉じ
られる。これら回転スリーブ２５に面して、ポンプの入
口ポート１４と出口ポート１３に、固定摩耗シール２６
が配置されている。それぞれグリップリング２８とボル
トで固定された柔軟シール２７によって、回転スリーブ
２５と固定摩耗シール２６の間にある空間の閉鎖が保証
されている。周知のタイプのこれらシール２５，２６，
２７によって、粒子がポンピングされた液体から第２チ
ャンバ２３に、そしてここからアキシャル軸受け２２や
ラジカル軸受け２２ａに移動するのが防止される。

【００６５】種々の直径のＯリング２９がステータのさ
まざまな部分の間（例えば、円筒要素２と円すい吸込み
部分１０や円すい送り出し部分１１との間）に配置され
ており、これによって、しゅんせつにより特に影響をう
ける部分（すなわちポンプ）を、それにもかかわらずタ
ービンを分解する必要なく、簡単に取り外すことができ
るようになる。

【００６６】補強構造３０が各フランジ３とこれに対応
する円筒部材２との間に伸長している。こうして用意さ
れた電動ポンプ１は、極端な運転条件において起こりが
ちな引張り応力とねじりモーメントに対して同時に高い
耐性をもっている。

【００６７】しかし、ポンプが過酷な条件で使用されて
ないときには、スペーサまたはシートメタル要素からな
るそのような補強構造３０の取り付けは任意である。電
動ポンプ１の第２部分は、スリーブの内部に設けられた
ポンプ手段３１（すなわち、図１に示すようにヘリカル
べーン）を有するポンプそれ自体によって構成され、こ
のポンプは、可動部分（スリーブ１５とべーン３１）と
固定部分（固定吸込みリング１３と固定送り出しリング
１４）とを有している。

【００６８】見てわかるように、電動ポンプのべーン３
１は、ポンプの内部空間の中心に向かってスピンドル形
ハブ３２とつながっている。このスピンドル形ハブ３２
の後部は、送り出しリング１３に固定されたブレード形
ブラケット３４によって保持された流体力学的伸長部３
３につながっている。

【００６９】この電動ポンプ１の利点は、原動力流体の
エネルギーが継手や減速装置による機械的損失なしに直
接ポンプに伝達されることである。さらに、タービンに
よって、（電気モータにつきものの）海の環境や湿っぽ
い場所での電気の使用に伴う危険がなくなることであ
る。

【００７０】図２は、図１に示す電動ポンプ１と類似し
つつも、いわゆる「逆」(reversed)モアノポンプに適用
され、かつべーン付きポンプをもたない電動ポンプ３５
を示している。

【００７１】モアノポンプの外側部分３６は回転スリー
ブ１５の内部に固定されている。

【００７２】モアノポンプの中央部分３７は継手３８を
介してシャフト３９の一端に固定されており、このシャ
フト３９の他端は、継手４０を介して、吸込み管にしっ
かり取り付けられた固定ブラケットにつながれている。

【００７３】モアノポンプに適用された電動ポンプ３５
は、泥や粘土の多い混合物のような粘性のある混合物
を、高い圧力をかけて一定の流量でポンピングするのに
特に有利である。

【００７４】図３は、ポンピング手段がいわゆるねじポ
ンプの形とされているターボ式ポンプの実施例の断面図
である。この電動ポンプは、さまざまな回転式ポンプの
取り付けに適しているといえる。

【００７５】図４は、本発明によるしゅんせつ装置４３
が一列に取り付けられたしゅんせつ船４２の一例を示す
概略図である。

【００７６】一つのしゅんせつ装置４３はポート側に、
輸送のため高い位置に配置されている。

【００７７】もう一つの装置４３は所定の場所にあっ
て、底に向かって下がっている。各装置４３は、しゅん
せつする底に降ろされるストレーナ４４を有している。
このストレーナ４４は副ブーム４５とつながっている。
この副ブーム４５は、本発明による電動ポンプの吸込み
ポートとつながっている。この電動ポンプは常に「負荷
状態」(under load)にあり、主ブーム４６を通って引き
上げられた液体を、しゅんせつ船４２に設けられた吸上
げポンプ４７のほうに送り出す。本発明によるポンプの
パワーによっては、この吸上げポンプ４７は単に省略す
ることができる。深さやポンピングされる液体の密度が
許せば、第２ポンプ１を第１ポンプのあとに一列に配置
することが完全に可能である。この場合、ストレーナ４
４から吸上げポンプ４７との接続用のエルボ４８まで、
固体入り液体はほとんど方向を変えることがない。した
がって、摩擦による圧力損失は最小限にまで減少する。
実際に混合物の粒子はポンプによりもたらされる外乱に
よって懸濁液内に残存し、大部分のエネルギーはスラッ
ジを底からしゅんせつためまで上げるのに使われる。粒
子の局所的な集中衝撃による摩耗はほとんど起こらない
（遠心ポンプを用いた場合）。

【００７８】本発明による電動ポンプはしゅんせつへの
適用を例にとって説明したが、ポンプやその駆動装置の
最大寸法を縮小する必要がある時や、あるいは、液体に
塩または鉱物粒子（泥のついた石炭、砂、ダイヤモンド
など）が入っていたり、または特に鉱山において廃水を
輸送するためといった等の、メインテナンスの観点から
難しい条件での運転が問題となっている時には、いろい
ろなタイプの回転ポンプを備えた他の適用にも利用する
ことができる。

【００７９】ブーム４３，４６およびポンプ（またはポ
ンプ群）は同じ軸に沿って一直線に配置されているの
で、比較的大きな岩屑に起因する損傷も抑えられる。

【００８０】一つの特に有利な点は、特に装置をテスト
する媒体、この場合は塩分を含んだ腐食性の海の環境の
内で、ドレッジポンプは可動部分の作動ならびに潤滑の
ためにきちんと周囲の液体、さらに固体入り液体を使っ
ているという事実である。したがって、そのデザインと
メインテナンスはかなり簡単化され、拡張デューティ係
数が得られる。

【００８１】また本発明は環境の保護に関する限り有利
である。実際、環境に外乱を起こさせるもとになりうる
違った成分を含む他の液体が入ることはない。さらに、
使用される液体は潤滑剤の残さの存在によって汚染され
ることはない。というのは、これらの汚染生成物はただ
単にポンプに使用されないからである。

【００８２】また、ブーム４５，４６の軸線上にあるポ
ンプ１は、ハンドリング操作（船積み、船卸し）や運転
（吸込み効果、平らでない結果のためストレーナを底に
キャッチし固定すること）によって生じる応力に非常に
よく耐えるということがわかる。

【００８３】このデザインは、ケーシングが一つである
こと、保護されるべき継手やこわれやすい部分が存在し
ないことから、非常に軽量である。したがって、容易に
そのようなしゅんせつ装置を非常に深い所で使用するこ
とができ、反対方向に回転する二つの電動ポンプを毎度
つなぐようにして、ブーム４６の（タービンのトルクに
よる）ねじれの影響を避けることができる。また、比較
的小さい積載量のつり上げ機を用いることができること
も、主要な経済的要因の一つである。ポンプのもつこう
した可能性、すなわち、メインテナンスやシール問題を
心配しなくても非常に深い所で仕事をすることができる
ことによって、団塊の採掘と同じくらい特殊な海の仕事
にこのポンプをうまく使用することができるようにな
る。この場合、ブームは垂直に立てられ、海底から採ら
れた団塊を確実に表面に運ぶのに十分なだけの同心ポン
プをいくつか有している。また、ここで注意すべきは、
始動時またはタービンの回転速度を変えた時にブームに
過度のねじり力がかからないようにするため、ポンプを
二つずつ反対方向に回転させることである。

【００８４】また、そのようなポンプの技術的運転停止
時間も大幅に低減される。すなわち、そのデザインは定
義によればきわめて丈夫で、摩耗しやすい部分を、ター
ビンやその構造を完全に分解することなく簡単に取り替
えることができる。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、軽量化や長寿命化、高性能化を図ることが
できるほか、汎用性や組立性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】べーンポンプに適用された本発明による電動ポ
ンプの部分断面側面図である。

【図２】モアノポンプに適用された本発明による電動ポ
ンプの部分断面側面図である。

【図３】ねじポンプに適用された本発明による電動ポン
プの部分断面側面図である。

【図４】本発明によるしゅんせつ装置の概略図である。

【符号の説明】

１、３５…電動ポンプ ２…円筒要素 ３…フランジ ６…可動ブレー
ド ８…分配ボリュート ９…固定ディフ
レクタ １０…円すい入口部 １１…円すい出
口部 １３、１４…管端 １５…スリーブ １６…ロータ １７、３１…べ
ーン ２０…吐出しチャンバ ２２…アキシャ
ル軸受け ２２ａ…ラジアル軸受け ２２ｂ…シール ２３…第２チャンバ ２５…環状シー
ル ２６…固定摩擦シール ３８、４０…継
手 ３９…シャフト ４１…ブラケッ
ト ４４…ストレーナ ４６…ブーム

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧流体により駆動されるタービンと、液
   体および固体入り液体をポンピングするための回転ポン
   プとを備えた電動ポンプで、 円筒吸込みポートを構成する管端(14)と、円筒送り出し
   ポートを構成する管端(13)とからなり、これら二つの管
   端(13,14) が同じ内直径をもち互いに一直線をなして配
   置されている固定ポンプ本体と、 内直径が前記二つの管端(13,14) のそれとほぼ同じで、
   これら二つの管端(13,14) 間に後者に対してわずかな間
   隙をもって一直線に載置され、軸を中心として回転し、
   回転ポンプ部材(31,32) が内部に載置されてこれにしっ
   かり取り付けられている円筒スリーブ(15)と、 加圧流体により作動し、前記スリーブ(15)のまわりにリ
   ング状に載置され、べーン(17)を支持するロータ(16)が
   前記スリーブ(15)の外側に載置され当該スリーブ(15)に
   しっかり取り付けられている駆動タービンと、 流体を前記タービンに注入する注入手段(8) と、その流
   体を前記タービンから吐き出す吐出し手段(20)と、 前記タービンの固定本体を前記固定ポンプ本体(13,14)
   とともにしっかり固定し、前記スリーブ(15)と前記二つ
   の管(13,14) とで形成されたアセンブリのまわりに環状
   空間を形成するケーシング(2,10,11) とからなる電動ポ
   ンプにおいて、 前記タービンは、注入側が広くそれから一端に向かって
   次第に狭くなるロータを有する反動タービンであり、前
   記ロータは、軸方向からわずかにそれつつも前記加圧流
   体の注入(18)側にほぼ前記軸方向に伸長するとともに前
   記流体の吐出し(20)側にほぼ前記軸方向に伸長するべー
   ン(17)を支持しており、 前記注入手段(8) は、前記タービンのまわりにリング状
   に配置されているとともに、前記ケーシング(2,10,11)
   に容易に取り外しがきくように取り付けられた分配ボリ
   ュート(8) を有しており、 前記ケーシング(2,10,11) は容易に取り外しがきくよう
   に端と端をつけて組み立てられた二つの円筒要素(2) か
   らなり、 加圧流体の流れをそらすための調整手段(6) が、前記タ
   ービンの周囲の、前記分配ボリュート(8) と前記ロータ
   (16)との間に配置されていることを特徴とする前記電動
   ポンプ。
2. 【請求項２】ただ一つのロータ(16)を有し、前記加圧流
   体を吐き出すための手段(20)が前記送り出しポート(13)
   の側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載
   の電動ポンプ。
3. 【請求項３】二つの結合ロータで形成されそれぞれの入
   口が対になって結合されたダブルロータ(16)を有し、一
   方のロータの前記吐出し手段(20)は前記送り出しポート
   (13)の側に設けられ、もう一方のロータの前記吐出し手
   段(20)は前記吸込みポート(14)の側に設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプ。
4. 【請求項４】環状シール(25,26) が前記スリーブ(15)と
   前記管端(13,14) との間に配置されており、これらシー
   ル(25,26) によって、前記スリーブ(15)の回転を妨げる
   ことなく、ポンピングされた液体や粒子が前記スリーブ
   (15)の内部から前記ケーシング(2,10,11) の内部を構成
   する前記環状空間に通るのが防止されることを特徴とす
   る前記請求項のいずれか一つに記載の電動ポンプ。
5. 【請求項５】前記ケーシングの内部を構成する前記環状
   空間は、前記スリーブのどちらか一方の側において、回
   転シール(25)で隔てられた二つのチャンバ(20,23) に分
   かれており、第１チャンバ(23)は環状シール(25)によっ
   て前記ポンプの内部から隔てられ、第２チャンバ(20)は
   軸受け(22)に通じており、またこの第２チャンバ(20)
   は、前記タービンから漏れる前記加圧流体の通路上に配
   置され、そして、ポンピングされた固体粒子入り液体が
   前記軸受け(22)に通るのを防止するために前記第１チャ
   ンバ(23)に対してわずかに圧力が高い状態に置かれてい
   ることを特徴とする請求項４に記載の電動ポンプ。
6. 【請求項６】前記円筒要素(2) は、これらの共通端の側
   において、外に伸長するフランジ(3) によって延長され
   ていることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記
   載の電動ポンプ。
7. 【請求項７】前記調整手段(6) は可動ブレード(6) と固
   定ディフレクタ(9) とからなることを特徴とする前記請
   求項のいずれか一つに記載の電動ポンプ。
8. 【請求項８】前記回転ポンプ部材は前記スリーブ(15)の
   内壁面から伸びて当該スリーブ(15)の軸方向に向かうヘ
   リカルベーン(31)からなることを特徴とする前記請求項
   のいずれか一つに記載の電動ポンプ。
9. 【請求項９】空空間が前記スリーブ(15)の軸と前記べー
   ン(31)との間に広がっていることを特徴とする請求項８
   に記載の電動ポンプ。
10. 【請求項１０】前記べーン(31)は前記スリーブ(15)の軸
    と一致する直線に沿って互いにつながっていることを特
    徴とする請求項８に記載の電動ポンプ。
11. 【請求項１１】前記回転ポンプ部材はいわゆるねじポン
    プからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一
    つに記載の電動ポンプ。
12. 【請求項１２】前記回転ポンプはいわゆるモアノポンプ
    であって、これの外側部分(36)は前記スリーブ(15)の内
    壁面にしっかり取り付けられて当該スリーブ(15)の軸に
    沿って配置され、前記外側部分(36)とかみ合う中央部分
    (37)の一端部は継手(38)によってシャフト(39)に固定さ
    れ、このシャフト(39)の他端は、別の継手(40)によっ
    て、固定ポンプ本体(13,14) にしっかり取り付けられた
    ブラケット(41)に取り付けられていることを特徴とする
    請求項１〜７のいずれか一つに記載の電動ポンプ。
13. 【請求項１３】海底や川底、湖底に堆積した堆積物を取
    り除くための装置で、水中に入れる一端部にストレーナ
    (44)が取り付けられたブーム(46)と、このブーム(46)と
    つながり前記堆積物を前記ブーム(46)を通して運ぶため
    の少なくとも一つの電動ポンプ(1) とからなる機械に載
    置された装置において、 前記ブーム(46)の水中端のすぐ近くで当該ブーム(46)に
    つながれた請求項１〜１２のいずれか一つに記載の少な
    くとも一つの電動ポンプを有し、ポンピングされた物質
    が前記ブーム(46)の他端に上がってくる際に軸方向が変
    化しないように前記電動ポンプの回転軸は前記ブーム(4
    6)の軸と一致していることを特徴とする前記装置。