液体を濃縮する装置及び差動ピストンポンプ
差動ピストンポンプ（Ｋ）により濃縮装置（３）を通して送られる液体（Ｆ）を濃縮する装置（Ｖ）であって、液体（Ｆ）が、濃縮物（ＦＫ）として残留圧力を受けて、送り行程において少なくとも１つの差動ピストン（Ｋ）にこれを援助するように直接作用し、吸入−排出弁装置（Ａ）の直線的に案内される少なくとも１つの弁制御部材（１８）を操作する駆動軸（１２）によって、差動ピストン（Ｋ）が駆動される。差動ピストンポンプがラジアルピストンポンプ（Ｒ）であり、駆動軸（１２）上に差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）用の偏心輪（１３，１４）が設けられ、差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）が、引張り−押圧継手（Ｓ）により直接偏心輪（１３，１４）に連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に示す種類の装置及び請求項２の上位概念に記載の差動ピストンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の濃縮の際例えば海水脱塩（逆浸透）の際又は果物ジュース製造の際、プロセスにより、液体を給排するために多くの一次エネルギが使用され、その際生じる濃縮物は比較的高い残留圧力で生じる。特に海水脱塩の際、一次エネルギの大きい需要は以前から周知の欠点であり、例えば高い残留圧力のため濃縮物に含まれるエネルギを使用して、供給の際差動ピストンポンプを援助して一次エネルギを節約することによって、この欠点が高いエネルギ費に関して少なくされる。
【０００３】
欧州特許第０４５０２５７号明細書から公知の海水脱塩装置及び欧州特許第０４５０２５７号明細書の図５に示す差動ピストンポンプにおいて差動ピストンは、ピストン棒から遠い方の側で濃縮すべき液体例えば海水を、吸入−排出弁により制御して、例えば逆浸透の原理に従って作用する膜を経て圧送し、この膜の後に高い残留圧力を持つ濃縮物及び透過物が生じる。残留圧力を受ける濃縮物は、吸入−排出弁装置により制御されて、差動ピストンのピストン棒側へ周期的にもたらされて、濃縮物が圧力なしに排出される前に、残留圧力により圧送を援助する。差動ピストンの直線的に案内される軸部は、連接棒を介して、クランク軸として構成される駆動軸のクランクピンに連結されている。差動ピストンのピストン棒側にある圧力室の吸入−排出弁装置は、別々の吸入弁及び排出弁を持ち、これらの弁が、直線的に案内される押し棒を介して、駆動軸に設けられる制御カムによりばね力に抗して操作される。
【０００４】
ばねは丈夫で漸増的なので、望ましくない出力損失を生じる。クランク軸−連接棒装置は、差動ピストンポンプを大きくするだけでなく、例えば連接棒枢着のためあまり調和しないピストン棒運動を生じ、この運動の結果、更に出力損失及び圧送される液体の脈動が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の基礎になっている課題は、最小の一次エネルギの使用で作動せしめられる最初にあげた種類の装置、及びこじんまりしかつ極めて効率的な差動ピストンポンプを提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
与えられた課題は、本発明によれば請求項１及び２の特徴によって解決される。
【０００７】
その結果装置においてラジアルピストンポンプは小さくなり、作動に脈動が少なくなり、引張り−押圧継手のため最小の損失で高い効率が得られるので、非常に少ない一次エネルギで充分であり、濃縮物に含まれるエネルギが最適に特に直接利用される。引張り−押圧継手は、差動ピストン及び弁制御部材の極めて調和した往復過程を生じる。圧力室へ至る吸入弁及び排出弁の制御は、差動ピストンの往復過程に最適に合わせて、長い使用期間にわたって最小の摩耗で行われる。ラジアルピストンポンプは、海水脱塩の際、個々の建物又は建物群の需要にいわばぴったり合わせるこじんまりした装置を設置して使用するのを可能にし、少ない一次エネルギ使用のため例えば日当たりのよい海辺領域において、太陽電池の直流一次エネルギが大きい流量を供給することができる。従ってこのようなこじんまりした装置は、電源なしで、又は電流エネルギを全く又はまれにしか利用できないか又は家庭用にあまり高価でない領域においても使用することができる。
【０００８】
ラジアルピストンを持つ差動ピストンポンプは、連接棒なしに特にエネルギを消費する強力な弁ばねなしに、こじんまりした大きさ及び高い効率のため、すべての使用事例に対してすぐれて、液体を圧送せねばならない海水脱塩に適しているだけでなく、同じ液体又は濃縮される液体又は残留圧力を持つ他の液体も利用可能である。
【０００９】
適切な実施形態では、エネルギ損失を最小にするため、吸入−排出弁装置のためにただ１つの弁制御部材が設けられている。駆動軸上の偏心輪と引張り−押圧連結するため、エネルギを消費する弁ばねがなくなり、それが効率及び寿命を改善する。なぜならば、吸入−排出弁装置は比較的少ない力で動作し、損傷し易い部品を含んでいないからである。
【００１０】
適切な実施形態では、偏心輪上に支持される牽引体が設けられ、この牽引体に軸部の端部が確実伝動するように連結されているので、偏心輪の回転運動が調和するように伝達される。滑り案内装置は、回転する偏心輪と直線運動可能な軸部との間の横ずれ運動を、大した摩耗や騒音又は振動なしに可能にする。
【００１１】
回転する偏心輪と直線的に案内される軸部との間に介在する滑り案内装置は、軸部のねじり止めを適切に形成している。その代わりに、軸部が摩耗分布のため回転できるように、滑り案内装置を設計することができる。
【００１２】
牽引体が、組立て上の理由から組合わされるは半体から構成されるか又は一体に構成され、外方へ開く軸部用ポケットを持ち、このポケットが確実伝動のため軸部の外側幅より狭い。確実伝動する共同作用は、比較的大きく設計可能な面の間で行われ、それにより局部的摩耗が回避される。
【００１３】
作動中に軸部への横方向負荷を回避するため、ハウジングに固定した摺動案内装置内に軸部を設けるのが有利である。摺動案内装置は滑りブシュであってもよい。更に一体に形成される支持殻を持つ摺動案内装置は、できるだけ大きい長さにわたって軸部を支持するため、滑りばめでポケットにはまっている。
【００１４】
この場合組立て上の理由から、軸部又は支持殻、又は両方が、偏心輪上の牽引体を軸線方向に位置ぎめしていると有利である。
【００１５】
ポケットの底面は軸部の端部用の押圧面を形成し（押圧継手）、この押圧面が、必要な滑り運動のため軸部端部の外側幅より長い。軸部端部から間隔をおいて、平行な溝が軸部に形成され、これらの溝がポケットの内側幅にほぼ等しい幅を規定し、軸部端部に係合部材として外方へ突出する連行体を（軸部の片側又は両側に）形成し、これらの連行体がポケットのくり抜き部に係合している（引張り継手）。軸部端部と牽引体との間の滑り運動は、偏心輪の近くで最適に行われ、それが静かな運転に寄与する。
【００１６】
最適な実施形態では、ポケットにあるくり抜き部が、偏心輪の接線に対して平行に延び、この方向においてくり抜き部が連行体より長いので、相対滑り運動を妨げない。くり抜き部は連続的に構成され、それにより牽引体への軸部端部の取付けが簡単になるので、牽引体は場合によっては１片から構成可能である。
【００１７】
差動ピストンのピストン棒側に、送り行程にわたって精確に制御されて残留圧力を加え、これに反し差動ピストンの戻り行程では残留圧力を敏速に低下するため、差動ピストンに付属する吸入−排出弁装置の弁制御部材用偏心輪が、差動ピストン用偏心輪に対して、駆動軸の中心軸線の回りに約９０°だけ駆動回転方向に進むようにずらされている。
【００１８】
騒音及び脈動が少ない運転のために、３つ以上の差動ピストンを駆動軸の中心軸線の回りに星型に分布し、これらの差動ピストンに、共通な偏心輪及び共通な牽引体を付属させると、好都合である。それにより可動質量が減少し、構造空間が節約される。駆動軸に沿って、複数のこのような差動ピストン群を設けることも可能である。
【００１９】
複数の差動ピストンの吸入−排出弁装置用弁制御部材が、駆動軸の中心軸線の回りに星型に規則正しく分布し、構造上の理由から弁制御部材に、共通な偏心輪及び共通な牽引体が付属しているのがよい。
【００２０】
好都合な実施形態では、吸入−排出弁装置が、ハウジングに固定して吸入弁座及び排出弁座を持ち、これらの弁座が駆動軸の中心軸線に関して半径方向に整列しかつ同軸的であり、排出弁座が吸入弁座より駆動軸の近くに位置している。この配置により、高い残留圧力が長い時間作用する範囲は、駆動軸からできるだけ大きく離れており、吸入弁座と駆動軸との間の密封部が、高い残留圧力を殆ど受けないが、又は短時間しか受けない。弁座の配置は、駆動軸の中心軸線の方向に僅かな構造空間しか必要としない。
【００２１】
弁制御部材は、充分な遊隙をもって排出弁座を通って吸入弁座の中まで延びるようにし、両方の弁座の間に密封範囲が設けられている。弁制御部材にある第１及び第２の肩部は、それぞれの弁体を弁座から離すのに役立ち、弁体を離す運動は互いに逆向きに行われる。即ち弁制御部材は上昇の際吸入弁を開き、下降の際排出弁を開く。
【００２２】
組立て技術上好都合なように、両方の肩部が弁制御部材上に固定されなるべくねじ止めされる管の端部により、できるだけ大きい面積の接触範囲を得る。
【００２３】
弁体が弱いばねにより弁座へ押付けられ、吸入弁がばねにより心出し可能な円板又は皿である。これに反し排出弁体は環状板又は円環状皿であり、弁制御部材上に案内され、かつこれに対して可動である。この場合排出弁体を迂回して排出弁座へ至る漏れを回避するため、弁制御部材と排出弁体との間に滑り密封装置が設けられている。
【００２４】
弁体が載る際申し分のない圧力状態のために、円錐状又は球状密封面を弁体に設けることができ、円錐状又は球状密封面を持つ弁座も構成することができる。
【００２５】
排出弁と吸入弁との間に重なりが起こらず、即ちまず他方の弁が開いた時に初めて、各弁が開くのを確実にするため、弁制御部材の長手方向において両方の肩部の間隔を、弁座に載る弁体の間の間隔より小さく構成することが重要である。この場合差動ピストンの上死点と下死点において両方の弁体が載り、弁制御部材のそれぞれの肩部に対して遊隙が存在するように、寸法設定が行なわれる。この遊隙は約０．１〜０，４ｍｍとすることができる。
【００２６】
弁制御部材は、その長さにわたって数回案内される。
【００２７】
弁座及び弁制御部材用案内装置がスリーブ体内に設けられ、これらのスリーブ体が、ハウジング室内で、駆動軸に隣接するハウジング壁とハウジング蓋との間に締付けられるようにすることができる。これらのスリーブ体は１つの入口及び２つの出口を持ち、別の入口がハウジング壁に設けられている。この構成は組立てを簡単化し、構造空間を少なくするため、流入弁と排出弁を互いに近く位置させるのを可能にする。
【００２８】
好都合な実施形態では、差動ピストン用偏心輪及び弁制御部材用偏心輪が、少なくとも実質的に同じ寸法にされ、同じ偏心距離を持つように構成されている。
【００２９】
特に好都合な構成では、供給能力及び／又は作動特性を必要に応じて合わせることができるようにするため、駆動軸の中心軸線に対する偏心距離が調節される。これは例えば、内外にはまりかつ互いにねじり可能で任意の相対位置に固定可能な２つの偏心スリーブから成ることによって実現可能である。その代わりに、偏心輪を交換可能に駆動軸上に取付けることができるので、偏心輪の交換によって偏心距離の変化が行われる。
【００３０】
図面により本発明の実施例を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
例えば純粋な液体ＦＫを同時に形成しながら、液体Ｆを濃縮物又は濃縮液体ＦＫに濃縮するための図１に示す装置Ｖは、逆浸透の原理に従って動作する海水脱塩装置、又は天然果汁を濃縮する装置である。原理的に装置Ｖにおいて、液体ＦをラジアルピストンポンプＲにより送り、圧力をかけ、濃縮装置３を通して導くことが行われ、この濃縮装置３から、著しい残留圧力を持つ濃縮された液体ＦＫが生じ、一方純粋な液体ＦＲは、ほぼ圧力なしに例えば海水脱塩において純粋透過物として集められる。著しい残留圧力を持つ濃縮された液体ＦＫは、含まれているエネルギにより液体Ｆの搬送を直接援助するためラジアルピストンポンプＲにおいて使用されて、ラジアルピストンポンプＲの作動のために、僅かな一次エネルギ例えば電動機Ｐの電流又は電力しか消費しないようにする。海水脱塩の場合、濃縮装置３は、例えば逆浸透の原理に従って動作する膜システムである。
【００３２】
図１におけるラジアルピストンポンプＲは、場合によっては僅かな予備圧力で準備される液体Ｆを、導管１及び供給弁１６を経て、少なくとも１つの差動ピストンＫにより吸入し（吸入行程）、送り行程において排出弁１７を経て導管２へ送る。導管２は濃縮装置３へ通じ、この濃縮装置３から純粋な液体ＦＲが流出し、導管４において濃縮された液体ＦＫが残留圧力を受けて入口５へ送られる。濃縮された液体ＦＫは、圧力室３６内で送り行程において差動ピストンＫに作用するために使用された後、出口６からほぼ圧力なしに流出する。
【００３３】
装置の始動を簡単にできるようにするため、導管２に弁装置７が設けられ、導管８を介して直接入口５への送出しを行うが、通常の差動では殆ど使用されないか又は特定の場合にのみ使用される。
【００３４】
ラジアルピストンポンプＲは、送り及び動作範囲を駆動軸１２の室１１から隔離するハウジング壁１０及び例えば取外し可能なハウジング蓋９を持っている。
【００３５】
駆動軸１２上に、差動ピストンＫを駆動する偏心輪１３、及び吸入−排出弁装置Ａを操作する別の偏心輪１４が設けられ、偏心輪１４は、駆動軸１２の中心軸線３８の回りに駆動回転方向１４に、偏心輪１３に対して約９０°だけずれている。図示した実施例では、両方の偏心輪１３，１４は異なる大きさに設計され、異なる偏心距離で駆動軸１２上に設けられている。しかし両方の偏心輪１３，１４を同じに設計し、同じ偏心距離で設けることも可能である。偏心輪１３，１４は駆動軸１２に固定するように構成するか、又は交換可能にキー止めすることができる。図示しない別の実施例では、駆動軸１２の中心軸線３８に対する各偏心輪の偏心距離を、例えば交換により、又は互いにねじり可能で選択可能な相対位置に固定可能な２つの偏心スリーブから偏心輪１３，１４を構成することによって、変化することができる。図１において偏心輪１３の中心軸線は３７で、偏心輪１４の中心軸線は３８で示されている。
【００３６】
差動ピストンＫはピストン棒側に軸部１５を持ち、この軸部１５は引張り−押圧継手Ｓを介して直接偏心輪１３に結合され、ハウジング壁１０に直接又は間接に３７の所で直線的に案内され、かつ密封されている。差動ピストンＫは、ポンプ室を圧力室３６から隔離する密封装置を含んでいる。
【００３７】
吸入−排出弁装置Ａは、弁体３２及び弁座２７から成る吸入弁、及び弁体２９及び弁座２８から成る排出弁を含んでいる。弁座２７，２８は駆動軸１２の中心軸線３８に対して半径方向に整列され、かつ同軸的であり、排出弁座２８は駆動軸１２の方を向き、駆動軸１２から離れるように向く吸入弁座２７より駆動軸１２に近く設けられている。両方の弁に共通な弁制御部材１８が付属して、少なくとも１回ハウジング壁１０に直接又は間接に直線的に案内されかつ密封され、引張り−押圧継手Ｓを介して偏心輪１４に直接連結され、弁制御部材１８の軸部１９は、引張り−押圧継手Ｓから半径方向遊隙をもって排出弁座２８を通って吸入弁座２７の中まで延びている。密封片２９は排出弁と室１１との間及び出口６と吸入弁との間を密封する。更に両方の弁座２７，２８の間に、弁制御部材１８用の別の案内装置２１が設けられている。弁制御部材１８の段付けされた軸部部分上には管２２が固定例えばねじ止めされて、排出弁体２９の方へ向く第１の肩部２３及び吸入弁体３２の方へ向く第２の肩部２４を形成している。肩部２３，２４の間の間隔は、弁座２７，２８に載る時の弁体２９，３２の間の間隔より小さいので、両方の弁が閉じた場合、例えば各肩部２３又は２４と隣接する弁体３２又は２９との間に、０．１〜約０．４ｍｍの遊隙が存在する。吸入弁体３２は円板又は皿であって、弱いばね３３により心出しされかつ吸入弁座２７の方へ押される。弁体２９は環状板又は環状皿であって、ばね３１により排出弁座２８の方へ押される。排出弁体２９と弁制御部材１８の軸部１９との間に、滑り環密封片３０を設けることができる。弁体３２，２９は、弁座２７，２９と同様に円錐状又は丸められた座面を持つことができる。吸入弁座２７はスリーブ体２５に形成し、案内装置２１、密封片２９及び排出弁座２８は、別のスリーブ体２６に形成することができる。スリーブ体２５，２６は、ハウジング内でハウジング壁１０とハウジング蓋９との間に締付けられている。吸入弁座２７の下流でスリーブ体２６にある出口が、圧力室３６への入口３５に通じている。入口３５は、スリーブ体２６より下にあって排出弁体２９を含む室に、排出弁座２８の所で接続されている。
【００３８】
作用：
駆動軸１２が一次駆動源Ｐ例えば電動機又は内燃機関により駆動されて、継手Ｓを介して差動ピストンＫ及び弁制御部材１８を往復駆動する。吸入行程において差動ピストンＫは、ピストン棒から遠い方の側を介して液体Ｆを、開かれる供給弁１６を経て吸入する。吸入行程中に吸入弁３２，２７は閉じられ、排出弁２９，２８は開かれている。濃縮された液体ＦＫは、ほぼ圧力なしに圧力室３６から出口６を通って排出される。差動ピストンＫの下死点又は一般にその範囲に達する直前に排出弁２９，２８が閉じられ、弁の重なりなしにそれから初めて吸入弁２７，３２が開かれる。送り行程の開始と共に、残留圧力を受けている圧力室６内の濃縮液体ＦＫが、差動ピストンＫのピストン棒側に作用して、送り行程において共同作用する。差動ピストンＫの上死点又はその範囲に達する直前に吸入弁３２，２７が再び閉じられ、弁の重なりなしにそれから初めて排出弁２９，２８が開かれる。
【００３９】
好都合なように駆動軸１２の周りに複数例えば少なくとも３つ以上の差動ピストンＫ及び複数の吸入−排出弁装置Ａが、星型に規則正しく分布されている。
【００４０】
残留圧力を持つ濃縮液体ＦＫによる援助のため、ラジアルピストンポンプＲを作動させるために、僅かな一次エネルギしか必要とされないので、例えば建物又は設備の飲料水需要に対して海水を脱塩するための装置Ｖを、太陽電池により直流電動機を介して自立的に作動させることができる。
【００４１】
差動ピストンＫのピストン棒から遠い方の側とピストン棒側との面積比が、圧送すべき液体と濃縮液体との量比に合わされて、濃縮液体のエネルギを援助のため最適に利用することができる。差動ピストンＫの密封装置における圧力差は比較的小さく、密封範囲２０も送り行程中に短時間残留圧力を受けるだけである。ハウジング室１内に油浴を設けることができる。
【００４２】
図２はラジアルピストンポンプＲの差動ピストンＫの吸入行程を示す。圧力室３６内の濃縮液体ＦＫは、開かれる排出弁２８，２９を介して圧力を除かれ、出口６へ押出され、一方入口５においては、閉じられる吸入弁２７，３２の所に残留圧力が生じる。肩部２３は排出弁２８，２９を開いた状態に保ち、肩部２４は吸入弁体３２から離れている。入口５における例えば６８ｂａｒの残留圧力において、圧力室３６には約１ｂａｒの圧力しか存在しない。閉じられえた排出弁１７の下流には約７０ｂａｒの送り圧力が存在し、開かれる供給弁１６における吸入圧力は約１ｂａｒである。従って差動ピストンＫの両側にはほぼ同じ圧力が存在する。
【００４３】
図３はラジアルピストンポンプＲの送り行程を示し、差動ピストンＫは上死点の方へ動く。弁制御部材１８は吸入弁３２，２７を開いており、排出弁２８，２９は閉じられている。濃縮液体ＦＫは、例えば６８ｂａｒの残留圧力により圧力室３６へ流入して、差動ピストンＫを援助する。排出弁２８，２９はこの圧力により閉じた状態に保たれる。圧送すべき液体は、約７０ｂａｒの圧力を受け、供給弁１６は閉じられ、排出弁１７は開かれている。差動ピストンＫの密封装置における圧力差は約２ｂａｒにすぎない。
【００４４】
図４及び５は、例えば軸部１５と偏心輪１３との間の引張り−押圧継手Ｓの実施例を示す。図４及び５において、図１の案内装置３７はハウジング壁１０にある滑りブシュ４１のより形成され、この滑りブシュ４１は２つの支持殻４２により室１１へ入り込み、軸部１５を偏心輪１３の回転方向に横力に抗して支持し、かつ案内している。支持殻４２は牽引体４４のポケット４５の中まではまり、牽引体４４は偏心輪１３上の滑り軸受ブシュ又は針軸受４３上に回転可能に支持され、例えば軸部１５及び／又は支持殻４２により、偏心輪１３上に軸線方向に位置ぎめされている。ポケット４５は支持殻４２の外側寸法にほぼ等しい内側幅を持っているので、ここに軽い滑りばめが生じる。ポケット４５内には軸部１５の端部用の押圧面４９が形成され、くり抜き部４６においてポケット４５の側壁には軸部端部用の引張り面５０（引張り継手）が形成されている。軸部端部は互いに平行な２つの溝４７を含んでいるので、軸部端部には外方で係合する係合部材としての２つの連行体４８が形成されて、くり抜き部４６は軸部１５の端部の外側幅より長く、場合によっては牽引体４４の周囲の所まで延びている。
【００４５】
牽引体４４は１片から構成されるか、又は（図５）２つのはんたい４４ａ及び４４ｂがら組合わされることができる。連行体４８とくり抜き部４６との確実伝動係合は、軸部１５に対する回り止めも行う。場合によっては溝４７は１つの周囲溝にまとめられ、両方の連行体４８が周方向に丸いフランジを形成するので、軸部１５は継手Ｓ内で回ることができる。
【００４６】
図６の簡単化した実施例では、軸部１５の端部に拡張部が一体に形成されて１つ又は２つの連行体４８’を形成して、牽引体４４のくり抜き部４６’にはまっている。図６において横方向に、連行体４８’とくり抜き部４６’との間及び軸部１５とくり抜き部４６’への入口との間に充分な遊隙が設けられて、中心軸線３７の周りにおける偏心輪１３の回転運動の際軸部１５の両方向矢印で示す滑り運動を可能にする。
【００４７】
図７の実施例では、牽引体４４に支持台脚５１が形成され、この台脚に摺動ピン５２がはまり、この摺動ピン５２が軸部１５の端部を貫通している。支持台脚５１の間には充分な遊隙が設けられて、中心軸線３７の周りにおける偏心輪の回転の際、軸部１５の滑り案内装置において、図７に両方向矢印で示す軸部１５の滑り運動を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】 部分断面で示されるラジアルピストンポンプを持つ、圧送される液体を濃縮する装置を概略図で示し、差動ピストンが上死点の位置を占めている。
【図２】 吸入行程におけるラジアルピストンポンプを示す。
【図３】 送り行程におけるラジアルピストンポンプを示す。
【図４】 図５の切断面ＩＶ−ＩＶにおけるラジアルピストンポンプの構造細部の断面を示す。
【図５】 図４の細部の切断面Ｖ−Ｖにおける軸線に沿う断面を示す。
【図６】 別の構造細部を概略的に示す。
【図７】 別の構造細部を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に示す種類の装置及び請求項２の上位概念に記載の差動ピストンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の濃縮の際例えば海水脱塩（逆浸透）の際又は果物ジュース製造の際、プロセスにより、液体を給排するために多くの一次エネルギが使用され、その際生じる濃縮物は比較的高い残留圧力で生じる。特に海水脱塩の際、一次エネルギの大きい需要は以前から周知の欠点であり、例えば高い残留圧力のため濃縮物に含まれるエネルギを使用して、供給の際差動ピストンポンプを援助して一次エネルギを節約することによって、この欠点が高いエネルギ費に関して少なくされる。
【０００３】
欧州特許第０４５０２５７号明細書から公知の海水脱塩装置及び欧州特許第０４５０２５７号明細書の図５に示す差動ピストンポンプにおいて差動ピストンは、ピストン棒から遠い方の側で濃縮すべき液体例えば海水を、吸入−排出弁により制御して、例えば逆浸透の原理に従って作用する膜を経て圧送し、この膜の後に高い残留圧力を持つ濃縮物及び透過物が生じる。残留圧力を受ける濃縮物は、吸入−排出弁装置により制御されて、差動ピストンのピストン棒側へ周期的にもたらされて、濃縮物が圧力なしに排出される前に、残留圧力により圧送を援助する。差動ピストンの直線的に案内される軸部は、連接棒を介して、クランク軸として構成される駆動軸のクランクピンに連結されている。差動ピストンのピストン棒側にある圧力室の吸入−排出弁装置は、別々の吸入弁及び排出弁を持ち、これらの弁が、直線的に案内される押し棒を介して、駆動軸に設けられる制御カムによりばね力に抗して操作される。
【０００４】
ばねは丈夫で漸増的なので、望ましくない出力損失を生じる。クランク軸−連接棒装置は、差動ピストンポンプを大きくするだけでなく、例えば連接棒枢着のためあまり調和しないピストン棒運動を生じ、この運動の結果、更に出力損失及び圧送される液体の脈動が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の基礎になっている課題は、最小の一次エネルギの使用で作動せしめられる最初にあげた種類の装置、及びこじんまりしかつ極めて効率的な差動ピストンポンプを提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
与えられた課題は、本発明によれば請求項１及び２の特徴によって解決される。
【０００７】
その結果装置においてラジアルピストンポンプは小さくなり、作動に脈動が少なくなり、引張り−押圧継手のため最小の損失で高い効率が得られるので、非常に少ない一次エネルギで充分であり、濃縮物に含まれるエネルギが最適に特に直接利用される。引張り−押圧継手は、差動ピストン及び弁制御部材の極めて調和した往復過程を生じる。圧力室へ至る吸入弁及び排出弁の制御は、差動ピストンの往復過程に最適に合わせて、長い使用期間にわたって最小の摩耗で行われる。ラジアルピストンポンプは、海水脱塩の際、個々の建物又は建物群の需要にいわばぴったり合わせるこじんまりした装置を設置して使用するのを可能にし、少ない一次エネルギ使用のため例えば日当たりのよい海辺領域において、太陽電池の直流一次エネルギが大きい流量を供給することができる。従ってこのようなこじんまりした装置は、電源なしで、又は電流エネルギを全く又はまれにしか利用できないか又は家庭用にあまり高価でない領域においても使用することができる。
【０００８】
ラジアルピストンを持つ差動ピストンポンプは、連接棒なしに特にエネルギを消費する強力な弁ばねなしに、こじんまりした大きさ及び高い効率のため、すべての使用事例に対してすぐれて、液体を圧送せねばならない海水脱塩に適しているだけでなく、同じ液体又は濃縮される液体又は残留圧力を持つ他の液体も利用可能である。
【０００９】
適切な実施形態では、エネルギ損失を最小にするため、吸入−排出弁装置のためにただ１つの弁制御部材が設けられている。駆動軸上の偏心輪と引張り−押圧連結するため、エネルギを消費する弁ばねがなくなり、それが効率及び寿命を改善する。なぜならば、吸入−排出弁装置は比較的少ない力で動作し、損傷し易い部品を含んでいないからである。
【００１０】
適切な実施形態では、偏心輪上に支持される牽引体が設けられ、この牽引体に軸部の端部が確実伝動するように連結されているので、偏心輪の回転運動が調和するように伝達される。滑り案内装置は、回転する偏心輪と直線運動可能な軸部との間の横ずれ運動を、大した摩耗や騒音又は振動なしに可能にする。
【００１１】
回転する偏心輪と直線的に案内される軸部との間に介在する滑り案内装置は、軸部のねじり止めを適切に形成している。その代わりに、軸部が摩耗分布のため回転できるように、滑り案内装置を設計することができる。
【００１２】
牽引体が、組立て上の理由から組合わされるは半体から構成されるか又は一体に構成され、外方へ開く軸部用ポケットを持ち、このポケットが確実伝動のため軸部の外側幅より狭い。確実伝動する共同作用は、比較的大きく設計可能な面の間で行われ、それにより局部的摩耗が回避される。
【００１３】
作動中に軸部への横方向負荷を回避するため、ハウジングに固定した摺動案内装置内に軸部を設けるのが有利である。摺動案内装置は滑りブシュであってもよい。更に一体に形成される支持殻を持つ摺動案内装置は、できるだけ大きい長さにわたって軸部を支持するため、滑りばめでポケットにはまっている。
【００１４】
この場合組立て上の理由から、軸部又は支持殻、又は両方が、偏心輪上の牽引体を軸線方向に位置ぎめしていると有利である。
【００１５】
ポケットの底面は軸部の端部用の押圧面を形成し（押圧継手）、この押圧面が、必要な滑り運動のため軸部端部の外側幅より長い。軸部端部から間隔をおいて、平行な溝が軸部に形成され、これらの溝がポケットの内側幅にほぼ等しい幅を規定し、軸部端部に係合部材として外方へ突出する連行体を（軸部の片側又は両側に）形成し、これらの連行体がポケットのくり抜き部に係合している（引張り継手）。軸部端部と牽引体との間の滑り運動は、偏心輪の近くで最適に行われ、それが静かな運転に寄与する。
【００１６】
最適な実施形態では、ポケットにあるくり抜き部が、偏心輪の接線に対して平行に延び、この方向においてくり抜き部が連行体より長いので、相対滑り運動を妨げない。くり抜き部は連続的に構成され、それにより牽引体への軸部端部の取付けが簡単になるので、牽引体は場合によっては１片から構成可能である。
【００１７】
差動ピストンのピストン棒側に、送り行程にわたって精確に制御されて残留圧力を加え、これに反し差動ピストンの戻り行程では残留圧力を敏速に低下するため、差動ピストンに付属する吸入−排出弁装置の弁制御部材用偏心輪が、差動ピストン用偏心輪に対して、駆動軸の中心軸線の回りに約９０°だけ駆動回転方向に進むようにずらされている。
【００１８】
騒音及び脈動が少ない運転のために、３つ以上の差動ピストンを駆動軸の中心軸線の回りに星型に分布し、これらの差動ピストンに、共通な偏心輪及び共通な牽引体を付属させると、好都合である。それにより可動質量が減少し、構造空間が節約される。駆動軸に沿って、複数のこのような差動ピストン群を設けることも可能である。
【００１９】
複数の差動ピストンの吸入−排出弁装置用弁制御部材が、駆動軸の中心軸線の回りに星型に規則正しく分布し、構造上の理由から弁制御部材に、共通な偏心輪及び共通な牽引体が付属しているのがよい。
【００２０】
好都合な実施形態では、吸入−排出弁装置が、ハウジングに固定して吸入弁座及び排出弁座を持ち、これらの弁座が駆動軸の中心軸線に関して半径方向に整列しかつ同軸的であり、排出弁座が吸入弁座より駆動軸の近くに位置している。この配置により、高い残留圧力が長い時間作用する範囲は、駆動軸からできるだけ大きく離れており、吸入弁座と駆動軸との間の密封部が、高い残留圧力を殆ど受けないが、又は短時間しか受けない。弁座の配置は、駆動軸の中心軸線の方向に僅かな構造空間しか必要としない。
【００２１】
弁制御部材は、充分な遊隙をもって排出弁座を通って吸入弁座の中まで延びるようにし、両方の弁座の間に密封範囲が設けられている。弁制御部材にある第１及び第２の肩部は、それぞれの弁体を弁座から離すのに役立ち、弁体を離す運動は互いに逆向きに行われる。即ち弁制御部材は上昇の際吸入弁を開き、下降の際排出弁を開く。
【００２２】
組立て技術上好都合なように、両方の肩部が弁制御部材上に固定されなるべくねじ止めされる管の端部により、できるだけ大きい面積の接触範囲を得る。
【００２３】
弁体が弱いばねにより弁座へ押付けられ、吸入弁がばねにより心出し可能な円板又は皿である。これに反し排出弁体は環状板又は円環状皿であり、弁制御部材上に案内され、かつこれに対して可動である。この場合排出弁体を迂回して排出弁座へ至る漏れを回避するため、弁制御部材と排出弁体との間に滑り密封装置が設けられている。
【００２４】
弁体が載る際申し分のない圧力状態のために、円錐状又は球状密封面を弁体に設けることができ、円錐状又は球状密封面を持つ弁座も構成することができる。
【００２５】
排出弁と吸入弁との間に重なりが起こらず、即ちまず他方の弁が開いた時に初めて、各弁が開くのを確実にするため、弁制御部材の長手方向において両方の肩部の間隔を、弁座に載る弁体の間の間隔より小さく構成することが重要である。この場合差動ピストンの上死点と下死点において両方の弁体が載り、弁制御部材のそれぞれの肩部に対して遊隙が存在するように、寸法設定が行なわれる。この遊隙は約０．１〜０，４ｍｍとすることができる。
【００２６】
弁制御部材は、その長さにわたって数回案内される。
【００２７】
弁座及び弁制御部材用案内装置がスリーブ体内に設けられ、これらのスリーブ体が、ハウジング室内で、駆動軸に隣接するハウジング壁とハウジング蓋との間に締付けられるようにすることができる。これらのスリーブ体は１つの入口及び２つの出口を持ち、別の入口がハウジング壁に設けられている。この構成は組立てを簡単化し、構造空間を少なくするため、流入弁と排出弁を互いに近く位置させるのを可能にする。
【００２８】
好都合な実施形態では、差動ピストン用偏心輪及び弁制御部材用偏心輪が、少なくとも実質的に同じ寸法にされ、同じ偏心距離を持つように構成されている。
【００２９】
特に好都合な構成では、供給能力及び／又は作動特性を必要に応じて合わせることができるようにするため、駆動軸の中心軸線に対する偏心距離が調節される。これは例えば、内外にはまりかつ互いにねじり可能で任意の相対位置に固定可能な２つの偏心スリーブから成ることによって実現可能である。その代わりに、偏心輪を交換可能に駆動軸上に取付けることができるので、偏心輪の交換によって偏心距離の変化が行われる。
【００３０】
図面により本発明の実施例を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
例えば純粋な液体ＦＫを同時に形成しながら、液体Ｆを濃縮物又は濃縮液体ＦＫに濃縮するための図１に示す装置Ｖは、逆浸透の原理に従って動作する海水脱塩装置、又は天然果汁を濃縮する装置である。原理的に装置Ｖにおいて、液体ＦをラジアルピストンポンプＲにより送り、圧力をかけ、濃縮装置３を通して導くことが行われ、この濃縮装置３から、著しい残留圧力を持つ濃縮された液体ＦＫが生じ、一方純粋な液体ＦＲは、ほぼ圧力なしに例えば海水脱塩において純粋透過物として集められる。著しい残留圧力を持つ濃縮された液体ＦＫは、含まれているエネルギにより液体Ｆの搬送を直接援助するためラジアルピストンポンプＲにおいて使用されて、ラジアルピストンポンプＲの作動のために、僅かな一次エネルギ例えば電動機Ｐの電流又は電力しか消費しないようにする。海水脱塩の場合、濃縮装置３は、例えば逆浸透の原理に従って動作する膜システムである。
【００３２】
図１におけるラジアルピストンポンプＲは、場合によっては僅かな予備圧力で準備される液体Ｆを、導管１及び供給弁１６を経て、少なくとも１つの差動ピストンＫにより吸入し（吸入行程）、送り行程において排出弁１７を経て導管２へ送る。導管２は濃縮装置３へ通じ、この濃縮装置３から純粋な液体ＦＲが流出し、導管４において濃縮された液体ＦＫが残留圧力を受けて入口５へ送られる。濃縮された液体ＦＫは、圧力室３６内で送り行程において差動ピストンＫに作用するために使用された後、出口６からほぼ圧力なしに流出する。
【００３３】
装置の始動を簡単にできるようにするため、導管２に弁装置７が設けられ、導管８を介して直接入口５への送出しを行うが、通常の差動では殆ど使用されないか又は特定の場合にのみ使用される。
【００３４】
ラジアルピストンポンプＲは、送り及び動作範囲を駆動軸１２の室１１から隔離するハウジング壁１０及び例えば取外し可能なハウジング蓋９を持っている。
【００３５】
駆動軸１２上に、差動ピストンＫを駆動する偏心輪１３、及び吸入−排出弁装置Ａを操作する別の偏心輪１４が設けられ、偏心輪１４は、駆動軸１２の中心軸線３８の回りに駆動回転方向１４に、偏心輪１３に対して約９０°だけずれている。図示した実施例では、両方の偏心輪１３，１４は異なる大きさに設計され、異なる偏心距離で駆動軸１２上に設けられている。しかし両方の偏心輪１３，１４を同じに設計し、同じ偏心距離で設けることも可能である。偏心輪１３，１４は駆動軸１２に固定するように構成するか、又は交換可能にキー止めすることができる。図示しない別の実施例では、駆動軸１２の中心軸線３８に対する各偏心輪の偏心距離を、例えば交換により、又は互いにねじり可能で選択可能な相対位置に固定可能な２つの偏心スリーブから偏心輪１３，１４を構成することによって、変化することができる。図１において偏心輪１３の中心軸線は３７で、偏心輪１４の中心軸線は３８で示されている。
【００３６】
差動ピストンＫはピストン棒側に軸部１５を持ち、この軸部１５は引張り−押圧継手Ｓを介して直接偏心輪１３に結合され、ハウジング壁１０に直接又は間接に３７の所で直線的に案内され、かつ密封されている。差動ピストンＫは、ポンプ室を圧力室３６から隔離する密封装置を含んでいる。
【００３７】
吸入−排出弁装置Ａは、弁体３２及び弁座２７から成る吸入弁、及び弁体２９及び弁座２８から成る排出弁を含んでいる。弁座２７，２８は駆動軸１２の中心軸線３８に対して半径方向に整列され、かつ同軸的であり、排出弁座２８は駆動軸１２の方を向き、駆動軸１２から離れるように向く吸入弁座２７より駆動軸１２に近く設けられている。両方の弁に共通な弁制御部材１８が付属して、少なくとも１回ハウジング壁１０に直接又は間接に直線的に案内されかつ密封され、引張り−押圧継手Ｓを介して偏心輪１４に直接連結され、弁制御部材１８の軸部１９は、引張り−押圧継手Ｓから半径方向遊隙をもって排出弁座２８を通って吸入弁座２７の中まで延びている。密封片２９は排出弁と室１１との間及び出口６と吸入弁との間を密封する。更に両方の弁座２７，２８の間に、弁制御部材１８用の別の案内装置２１が設けられている。弁制御部材１８の段付けされた軸部部分上には管２２が固定例えばねじ止めされて、排出弁体２９の方へ向く第１の肩部２３及び吸入弁体３２の方へ向く第２の肩部２４を形成している。肩部２３，２４の間の間隔は、弁座２７，２８に載る時の弁体２９，３２の間の間隔より小さいので、両方の弁が閉じた場合、例えば各肩部２３又は２４と隣接する弁体３２又は２９との間に、０．１〜約０．４ｍｍの遊隙が存在する。吸入弁体３２は円板又は皿であって、弱いばね３３により心出しされかつ吸入弁座２７の方へ押される。弁体２９は環状板又は環状皿であって、ばね３１により排出弁座２８の方へ押される。排出弁体２９と弁制御部材１８の軸部１９との間に、滑り環密封片３０を設けることができる。弁体３２，２９は、弁座２７，２９と同様に円錐状又は丸められた座面を持つことができる。吸入弁座２７はスリーブ体２５に形成し、案内装置２１、密封片２９及び排出弁座２８は、別のスリーブ体２６に形成することができる。スリーブ体２５，２６は、ハウジング内でハウジング壁１０とハウジング蓋９との間に締付けられている。吸入弁座２７の下流でスリーブ体２６にある出口が、圧力室３６への入口３５に通じている。入口３５は、スリーブ体２６より下にあって排出弁体２９を含む室に、排出弁座２８の所で接続されている。
【００３８】
作用：
駆動軸１２が一次駆動源Ｐ例えば電動機又は内燃機関により駆動されて、継手Ｓを介して差動ピストンＫ及び弁制御部材１８を往復駆動する。吸入行程において差動ピストンＫは、ピストン棒から遠い方の側を介して液体Ｆを、開かれる供給弁１６を経て吸入する。吸入行程中に吸入弁３２，２７は閉じられ、排出弁２９，２８は開かれている。濃縮された液体ＦＫは、ほぼ圧力なしに圧力室３６から出口６を通って排出される。差動ピストンＫの下死点又は一般にその範囲に達する直前に排出弁２９，２８が閉じられ、弁の重なりなしにそれから初めて吸入弁２７，３２が開かれる。送り行程の開始と共に、残留圧力を受けている圧力室６内の濃縮液体ＦＫが、差動ピストンＫのピストン棒側に作用して、送り行程において共同作用する。差動ピストンＫの上死点又はその範囲に達する直前に吸入弁３２，２７が再び閉じられ、弁の重なりなしにそれから初めて排出弁２９，２８が開かれる。
【００３９】
好都合なように駆動軸１２の周りに複数例えば少なくとも３つ以上の差動ピストンＫ及び複数の吸入−排出弁装置Ａが、星型に規則正しく分布されている。
【００４０】
残留圧力を持つ濃縮液体ＦＫによる援助のため、ラジアルピストンポンプＲを作動させるために、僅かな一次エネルギしか必要とされないので、例えば建物又は設備の飲料水需要に対して海水を脱塩するための装置Ｖを、太陽電池により直流電動機を介して自立的に作動させることができる。
【００４１】
差動ピストンＫのピストン棒から遠い方の側とピストン棒側との面積比が、圧送すべき液体と濃縮液体との量比に合わされて、濃縮液体のエネルギを援助のため最適に利用することができる。差動ピストンＫの密封装置における圧力差は比較的小さく、密封範囲２０も送り行程中に短時間残留圧力を受けるだけである。ハウジング室１内に油浴を設けることができる。
【００４２】
図２はラジアルピストンポンプＲの差動ピストンＫの吸入行程を示す。圧力室３６内の濃縮液体ＦＫは、開かれる排出弁２８，２９を介して圧力を除かれ、出口６へ押出され、一方入口５においては、閉じられる吸入弁２７，３２の所に残留圧力が生じる。肩部２３は排出弁２８，２９を開いた状態に保ち、肩部２４は吸入弁体３２から離れている。入口５における例えば６８ｂａｒの残留圧力において、圧力室３６には約１ｂａｒの圧力しか存在しない。閉じられえた排出弁１７の下流には約７０ｂａｒの送り圧力が存在し、開かれる供給弁１６における吸入圧力は約１ｂａｒである。従って差動ピストンＫの両側にはほぼ同じ圧力が存在する。
【００４３】
図３はラジアルピストンポンプＲの送り行程を示し、差動ピストンＫは上死点の方へ動く。弁制御部材１８は吸入弁３２，２７を開いており、排出弁２８，２９は閉じられている。濃縮液体ＦＫは、例えば６８ｂａｒの残留圧力により圧力室３６へ流入して、差動ピストンＫを援助する。排出弁２８，２９はこの圧力により閉じた状態に保たれる。圧送すべき液体は、約７０ｂａｒの圧力を受け、供給弁１６は閉じられ、排出弁１７は開かれている。差動ピストンＫの密封装置における圧力差は約２ｂａｒにすぎない。
【００４４】
図４及び５は、例えば軸部１５と偏心輪１３との間の引張り−押圧継手Ｓの実施例を示す。図４及び５において、図１の案内装置３７はハウジング壁１０にある滑りブシュ４１のより形成され、この滑りブシュ４１は２つの支持殻４２により室１１へ入り込み、軸部１５を偏心輪１３の回転方向に横力に抗して支持し、かつ案内している。支持殻４２は牽引体４４のポケット４５の中まではまり、牽引体４４は偏心輪１３上の滑り軸受ブシュ又は針軸受４３上に回転可能に支持され、例えば軸部１５及び／又は支持殻４２により、偏心輪１３上に軸線方向に位置ぎめされている。ポケット４５は支持殻４２の外側寸法にほぼ等しい内側幅を持っているので、ここに軽い滑りばめが生じる。ポケット４５内には軸部１５の端部用の押圧面４９が形成され、くり抜き部４６においてポケット４５の側壁には軸部端部用の引張り面５０（引張り継手）が形成されている。軸部端部は互いに平行な２つの溝４７を含んでいるので、軸部端部には外方で係合する係合部材としての２つの連行体４８が形成されて、くり抜き部４６は軸部１５の端部の外側幅より長く、場合によっては牽引体４４の周囲の所まで延びている。
【００４５】
牽引体４４は１片から構成されるか、又は（図５）２つのはんたい４４ａ及び４４ｂがら組合わされることができる。連行体４８とくり抜き部４６との確実伝動係合は、軸部１５に対する回り止めも行う。場合によっては溝４７は１つの周囲溝にまとめられ、両方の連行体４８が周方向に丸いフランジを形成するので、軸部１５は継手Ｓ内で回ることができる。
【００４６】
図６の簡単化した実施例では、軸部１５の端部に拡張部が一体に形成されて１つ又は２つの連行体４８’を形成して、牽引体４４のくり抜き部４６’にはまっている。図６において横方向に、連行体４８’とくり抜き部４６’との間及び軸部１５とくり抜き部４６’への入口との間に充分な遊隙が設けられて、中心軸線３７の周りにおける偏心輪１３の回転運動の際軸部１５の両方向矢印で示す滑り運動を可能にする。
【００４７】
図７の実施例では、牽引体４４に支持台脚５１が形成され、この台脚に摺動ピン５２がはまり、この摺動ピン５２が軸部１５の端部を貫通している。支持台脚５１の間には充分な遊隙が設けられて、中心軸線３７の周りにおける偏心輪の回転の際、軸部１５の滑り案内装置において、図７に両方向矢印で示す軸部１５の滑り運動を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】 部分断面で示されるラジアルピストンポンプを持つ、圧送される液体を濃縮する装置を概略図で示し、差動ピストンが上死点の位置を占めている。
【図２】 吸入行程におけるラジアルピストンポンプを示す。
【図３】 送り行程におけるラジアルピストンポンプを示す。
【図４】 図５の切断面ＩＶ−ＩＶにおけるラジアルピストンポンプの構造細部の断面を示す。
【図５】 図４の細部の切断面Ｖ−Ｖにおける軸線に沿う断面を示す。
【図６】 別の構造細部を概略的に示す。
【図７】 別の構造細部を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動ピストンポンプ（Ｋ）により濃縮装置（３）を通して送られる液体（Ｆ）を濃縮する装置（Ｖ）であって、液体（Ｆ）が、濃縮物（ＦＫ）として残留圧力を受けて、送り行程において少なくとも１つの差動ピストン（Ｋ）にこれを援助するように直接作用し、吸入−排出弁装置（Ａ）の直線的に案内される少なくとも１つの弁制御部材（１８）を操作する駆動軸（１２）によって、差動ピストン（Ｋ）が駆動されるものにおいて、差動ピストンポンプがラジアルピストンポンプ（Ｒ）であり、駆動軸（１２）上に差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）用の偏心輪（１３，１４）が設けられ、差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）が、引張り一押圧継手（Ｓ）により直接偏心輪（１３，１４）に連結されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
液体（Ｆ）用差動ピストンポンプであって、給排すべき液体（Ｆ）用の導入口及び導出口と残留圧力を受ける液体（ＦＫ）用の入口（５）及び出口（６）を持つハウジング、液体（Ｆ）を導入口から導出口へ送るため駆動軸（１２）により駆動可能でかつ送り行程において残留圧力によっても直接駆動可能でポンプ室を圧力室（３６）から隔離する少なくとも１つの差動ピストン（Ｋ）、圧力室（３６）用の吸入−排出弁装置（Ａ）、及び直線的に案内されかつ駆動軸（１２）により操作される吸入−排出弁装置（Ａ）の弁制御部材（１８）を有するものにおいて、差動ピストンポンプがラジアルピストンポンプ（Ｒ）であり、駆動軸（１２）上に差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）用の偏心輪（１３，１４）が設けられ、差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）が、引張り−押圧継手（Ｓ）により直接偏心輪（１３，１４）に連結されていることを特徴とする、差動ピストンポンプ。
【請求項３】
吸入−排出弁装置（Ａ）のためにただ１つの弁制御部材（１８）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項４】
引張り−押圧継手（Ｓ）が、偏心輪（１３，１４）上に支持される牽引体（４４）、及び差動ピストン（Ｋ）又は弁制御部材（１８）の軸部（１５，１９）の一端に設けられる係合部材（４８）を持ち、係合部材（４８）と牽引体（４４）との間に、実質的に半径方向に有効な確実伝動係合装置が設けられ、周方向特に偏心輪（１３，１４）の接線に対して平行に滑り案内装置が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項５】
滑り案内装置が軸部（１５，１９）用の回り止めを形成していることを特徴とする、請求項４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項６】
なるべく軸線方向に組合わされる２つの半体（４４ａ，４４ｂ）から成るか又は１片から成る牽引体（４４）が、軸部（１５，１９）のために、外方へ開きかつ滑り案内装置にくり抜かれたポケット（４５）を持ち、このポケット（４５）の軸線方向に見た内側幅が軸部（１５，１９）の外側幅より小さいことを特徴とする、請求項４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項７】
差動ピストン（Ｋ）及び／又は弁制御部材（１８）の軸部（１５，１９）がハウジングに固定した摺動案内装置（３７）内に設けられ、摺動案内装置（３７）が滑りブシュ（４１）を持ち、滑りブシュ（４１）が、一体に形成されて偏心輪（１３，１４）の回転方向に互いに整列する支持殻（４２）により、滑りばめでポケット（４５）の側壁の間に係合していることを特徴とする、請求項６に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項８】
牽引体（４４）が、滑り案内装置及び／又は支持殻（４２）を介して、偏心輪（１３，１４）上に軸線方向に位置ぎめされていることを特徴とする、請求項６に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項９】
ポケット（４５）の底が、軸部の端部の外側幅より長い軸部端部用押圧面（４９）を形成し、軸部端部から間隔をおいて、直径上で対向する平行な２つの溝又は環状溝が軸部に形成され、これらの平行溝又は環状溝がポケット（４５）の内側幅にほぼ一致する幅を規定し、軸部端部が、平行溝又は環状溝に隣接して、係合部材（４８）として、外方へ突出する連行体を形成し、この連行体がポケット側壁に形成されるくり抜き部（４６）に係合していることを特徴とする、請求項６に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１０】
くり抜き部（４６）が、偏心輪（１３，１４）の接線に対して平行に延び、この方向において連行体より長いことを特徴とする、請求項９に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１１】
差動ピストン（Ｋ）に付属する吸入−排出弁装置（Ａ）の弁制御部材（１８）用偏心輪（１４）が、差動ピストン（Ｋ）用偏心輪（１３）に対して、駆動軸（１２）の中心軸線（３８）の回りに約９０°だけ駆動回転方向（４０）に進むようにずらされていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１２】
３つ以上の差動ピストン（Ｋ）が、駆動軸（１２）の中心軸線（３８）の回りに星型に分布しており、これらの差動ピストン（Ｋ）に、共通な偏心輪（１３）及び共通な牽引体（４４）が付属していることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１３】
差動ピストン（Ｋ）の吸入−排出弁装置（Ａ）用弁制御部材（１８）が、差動ピストン（Ｋ）に対してそれぞれなるべく約９０°のずれで、駆動軸（１２）の中心軸線（３８）の回りに星型に規則正しく分布し、弁制御部材（１８）に、共通な偏心輪（１４）及び共通な牽引体（４４）が付属していることを特徴とする、請求項１２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１４】
吸入−排出弁装置（Ａ）が、ハウジングに固定して吸入弁座（２７）及び排出弁座（２８）を持ち、これらの弁座（２７，２８）が駆動軸（１２）の中心軸線（３８）に関して半径方向に整列しかつ同軸的であり、排出弁座（２８）が吸入弁座（２７）より駆動軸の近くに位置し、排出弁座（２８）が駆動軸（１２）の方へ向き、吸入弁座（２７）から離れる方向に向いていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１５】
弁制御部材（１８）が、半径方向間隔をとって、排出弁座（２８）を通って吸入弁座（２７）の中まで延び、駆動軸（１２）に対しかつ両方の弁座（２７，２８）の間で密封され、かつ排出弁座（２８）の駆動軸（１２）へ向く側に可動に設けられる排出弁体を離す第１の肩部（２３）、及び吸入弁座（２７）の駆動軸（１２）から離れる方向を向く側に可動に設けられる吸入弁体を離す第２の肩部（２４）を持っていることを特徴とする、請求項１４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１６】
両方の肩部（２３，２４）が、弁制御部材（１８）上に固定されなるべくねじ止めされる管（２２）の端部により形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１７】
吸入弁体（３２）が、ばね（３３）により吸入弁座（２７）へ押付けられかつなるべくばね（３３）により心出しされる円板であり排出弁体（２９）が、ばね（３１）により排出弁座（２８）へ押付けられかつ弁制御部材（１８）上に可動に案内される環状板であり、なるべく弁制御部材（１８）と環状板との間の滑り密封片（３０）を持っていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１８】
環状板及び円板が円錐状又は球状座面を持ち、かつなるべく弁座（２７，２８）が円錐状又は球状に構成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１９】
弁制御部材（１８）の長手方向に見た両方の肩部（２３，２４）の間隔が、弁座（２７，２８）上に載る弁体（２９，３２）の間隔より小さく、吸入−排出弁装置（Ａ）に付属する差動ピストン（Ｋ）の上死点及び下死点において、両方の弁体（２９，３２）が載り、それぞれの肩部（２３，２４）に対してそれぞれなるべく約０．１〜０．４ｍｍの遊隙が存在するようにしていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２０】
弁制御部材（１８）が、排出弁座（２８）と駆動軸（１２）との間及び両方の弁座（２７，２８）の間で、ハウジングに固定した案内装置（２１，３７）を通って延びていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２１】
弁座（２７，２８）及び一方の案内装置（２１）がスリーブ体（２５，２６）内に設けられ、これらのスリーブ体（２５，２６）が、ハウジング室内で、駆動軸（１２）に隣接するハウジング壁（１０）とハウジング蓋（９）との間に締付けられ、１つの入口（５）及び２つの出口（３４，６）を持ち、別の入口がハウジング壁（１０）に設けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２２】
差動ピストン（Ｋ）用偏心輪（１３）及び弁制御部材（１８）用偏心輪（１４）が、少なくとも実質的に同じ寸法にされ、同じ偏心距離（ｅ）を持つように構成されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２３】
偏心輪（１３，１４）の偏心距離（ｅ）の程度が調節可能であり、かつ／又は偏心輪（１３，１４）が駆動軸（１２）上に交換可能に設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１】
差動ピストンポンプ（Ｋ）により濃縮装置（３）を通して送られる液体（Ｆ）を濃縮する装置（Ｖ）であって、液体（Ｆ）が、濃縮物（ＦＫ）として残留圧力を受けて、送り行程において少なくとも１つの差動ピストン（Ｋ）にこれを援助するように直接作用し、吸入−排出弁装置（Ａ）の直線的に案内される少なくとも１つの弁制御部材（１８）を操作する駆動軸（１２）によって、差動ピストン（Ｋ）が駆動されるものにおいて、差動ピストンポンプがラジアルピストンポンプ（Ｒ）であり、駆動軸（１２）上に差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）用の偏心輪（１３，１４）が設けられ、差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）が、引張り一押圧継手（Ｓ）により直接偏心輪（１３，１４）に連結されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
液体（Ｆ）用差動ピストンポンプであって、給排すべき液体（Ｆ）用の導入口及び導出口と残留圧力を受ける液体（ＦＫ）用の入口（５）及び出口（６）を持つハウジング、液体（Ｆ）を導入口から導出口へ送るため駆動軸（１２）により駆動可能でかつ送り行程において残留圧力によっても直接駆動可能でポンプ室を圧力室（３６）から隔離する少なくとも１つの差動ピストン（Ｋ）、圧力室（３６）用の吸入−排出弁装置（Ａ）、及び直線的に案内されかつ駆動軸（１２）により操作される吸入−排出弁装置（Ａ）の弁制御部材（１８）を有するものにおいて、差動ピストンポンプがラジアルピストンポンプ（Ｒ）であり、駆動軸（１２）上に差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）用の偏心輪（１３，１４）が設けられ、差動ピストン（Ｋ）及び弁制御部材（１８）が、引張り−押圧継手（Ｓ）により直接偏心輪（１３，１４）に連結されていることを特徴とする、差動ピストンポンプ。
【請求項３】
吸入−排出弁装置（Ａ）のためにただ１つの弁制御部材（１８）が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項４】
引張り−押圧継手（Ｓ）が、偏心輪（１３，１４）上に支持される牽引体（４４）、及び差動ピストン（Ｋ）又は弁制御部材（１８）の軸部（１５，１９）の一端に設けられる係合部材（４８）を持ち、係合部材（４８）と牽引体（４４）との間に、実質的に半径方向に有効な確実伝動係合装置が設けられ、周方向特に偏心輪（１３，１４）の接線に対して平行に滑り案内装置が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項５】
滑り案内装置が軸部（１５，１９）用の回り止めを形成していることを特徴とする、請求項４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項６】
なるべく軸線方向に組合わされる２つの半体（４４ａ，４４ｂ）から成るか又は１片から成る牽引体（４４）が、軸部（１５，１９）のために、外方へ開きかつ滑り案内装置にくり抜かれたポケット（４５）を持ち、このポケット（４５）の軸線方向に見た内側幅が軸部（１５，１９）の外側幅より小さいことを特徴とする、請求項４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項７】
差動ピストン（Ｋ）及び／又は弁制御部材（１８）の軸部（１５，１９）がハウジングに固定した摺動案内装置（３７）内に設けられ、摺動案内装置（３７）が滑りブシュ（４１）を持ち、滑りブシュ（４１）が、一体に形成されて偏心輪（１３，１４）の回転方向に互いに整列する支持殻（４２）により、滑りばめでポケット（４５）の側壁の間に係合していることを特徴とする、請求項６に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項８】
牽引体（４４）が、滑り案内装置及び／又は支持殻（４２）を介して、偏心輪（１３，１４）上に軸線方向に位置ぎめされていることを特徴とする、請求項６に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項９】
ポケット（４５）の底が、軸部の端部の外側幅より長い軸部端部用押圧面（４９）を形成し、軸部端部から間隔をおいて、直径上で対向する平行な２つの溝又は環状溝が軸部に形成され、これらの平行溝又は環状溝がポケット（４５）の内側幅にほぼ一致する幅を規定し、軸部端部が、平行溝又は環状溝に隣接して、係合部材（４８）として、外方へ突出する連行体を形成し、この連行体がポケット側壁に形成されるくり抜き部（４６）に係合していることを特徴とする、請求項６に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１０】
くり抜き部（４６）が、偏心輪（１３，１４）の接線に対して平行に延び、この方向において連行体より長いことを特徴とする、請求項９に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１１】
差動ピストン（Ｋ）に付属する吸入−排出弁装置（Ａ）の弁制御部材（１８）用偏心輪（１４）が、差動ピストン（Ｋ）用偏心輪（１３）に対して、駆動軸（１２）の中心軸線（３８）の回りに約９０°だけ駆動回転方向（４０）に進むようにずらされていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１２】
３つ以上の差動ピストン（Ｋ）が、駆動軸（１２）の中心軸線（３８）の回りに星型に分布しており、これらの差動ピストン（Ｋ）に、共通な偏心輪（１３）及び共通な牽引体（４４）が付属していることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１３】
差動ピストン（Ｋ）の吸入−排出弁装置（Ａ）用弁制御部材（１８）が、差動ピストン（Ｋ）に対してそれぞれなるべく約９０°のずれで、駆動軸（１２）の中心軸線（３８）の回りに星型に規則正しく分布し、弁制御部材（１８）に、共通な偏心輪（１４）及び共通な牽引体（４４）が付属していることを特徴とする、請求項１２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１４】
吸入−排出弁装置（Ａ）が、ハウジングに固定して吸入弁座（２７）及び排出弁座（２８）を持ち、これらの弁座（２７，２８）が駆動軸（１２）の中心軸線（３８）に関して半径方向に整列しかつ同軸的であり、排出弁座（２８）が吸入弁座（２７）より駆動軸の近くに位置し、排出弁座（２８）が駆動軸（１２）の方へ向き、吸入弁座（２７）から離れる方向に向いていることを特徴とする、請求項２に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１５】
弁制御部材（１８）が、半径方向間隔をとって、排出弁座（２８）を通って吸入弁座（２７）の中まで延び、駆動軸（１２）に対しかつ両方の弁座（２７，２８）の間で密封され、かつ排出弁座（２８）の駆動軸（１２）へ向く側に可動に設けられる排出弁体を離す第１の肩部（２３）、及び吸入弁座（２７）の駆動軸（１２）から離れる方向を向く側に可動に設けられる吸入弁体を離す第２の肩部（２４）を持っていることを特徴とする、請求項１４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１６】
両方の肩部（２３，２４）が、弁制御部材（１８）上に固定されなるべくねじ止めされる管（２２）の端部により形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１７】
吸入弁体（３２）が、ばね（３３）により吸入弁座（２７）へ押付けられかつなるべくばね（３３）により心出しされる円板であり排出弁体（２９）が、ばね（３１）により排出弁座（２８）へ押付けられかつ弁制御部材（１８）上に可動に案内される環状板であり、なるべく弁制御部材（１８）と環状板との間の滑り密封片（３０）を持っていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１８】
環状板及び円板が円錐状又は球状座面を持ち、かつなるべく弁座（２７，２８）が円錐状又は球状に構成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項１９】
弁制御部材（１８）の長手方向に見た両方の肩部（２３，２４）の間隔が、弁座（２７，２８）上に載る弁体（２９，３２）の間隔より小さく、吸入−排出弁装置（Ａ）に付属する差動ピストン（Ｋ）の上死点及び下死点において、両方の弁体（２９，３２）が載り、それぞれの肩部（２３，２４）に対してそれぞれなるべく約０．１〜０．４ｍｍの遊隙が存在するようにしていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２０】
弁制御部材（１８）が、排出弁座（２８）と駆動軸（１２）との間及び両方の弁座（２７，２８）の間で、ハウジングに固定した案内装置（２１，３７）を通って延びていることを特徴とする、請求項１５に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２１】
弁座（２７，２８）及び一方の案内装置（２１）がスリーブ体（２５，２６）内に設けられ、これらのスリーブ体（２５，２６）が、ハウジング室内で、駆動軸（１２）に隣接するハウジング壁（１０）とハウジング蓋（９）との間に締付けられ、１つの入口（５）及び２つの出口（３４，６）を持ち、別の入口がハウジング壁（１０）に設けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２２】
差動ピストン（Ｋ）用偏心輪（１３）及び弁制御部材（１８）用偏心輪（１４）が、少なくとも実質的に同じ寸法にされ、同じ偏心距離（ｅ）を持つように構成されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の差動ピストンポンプ。
【請求項２３】
偏心輪（１３，１４）の偏心距離（ｅ）の程度が調節可能であり、かつ／又は偏心輪（１３，１４）が駆動軸（１２）上に交換可能に設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の差動ピストンポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００９−５０４９９２（Ｐ２００９−５０４９９２Ａ）
【公表日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２８３５９（Ｐ２００８−５２８３５９）
【出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００５５７３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０１６９８８
【国際公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（５０８０６５４３３）セネカ・ソシエテ・アノニム (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００５５７３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０１６９８８
【国際公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（５０８０６５４３３）セネカ・ソシエテ・アノニム (1)
【Ｆターム（参考）】
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