竪型ベーンポンプ
【課題】 簡易な構造でありながら、移送物のブリッジの発生を効果的に防止し、移送物をスムースに移送することができる竪型ベーンポンプを提供する。
【解決手段】鉛直な回転軸線６まわりに回転するロータ８と、ロータ８の上部に回転軸線６に直交して摺動可能に支持された複数のベーン２０と、ロータ８を回転可能に収容するケーシング１４と、ケーシング１４における内部空間２１の上面を覆い、内部空間２１に連通する流入口４６を備えたカバー体２と、前記カバー体２の上部に設置され、下部が前記流入口４６に通じる移送物供給部４８とを含む。ロータ８の上端部にはシャフト２７を介して掻取部材３６が取付けられ、掻取部材３６は、カバー体２から突出して移送物供給部４８の内面に臨み、ロータ８およびシャフト２７の回転に連動し、前記移送物供給部４８の内面に近接して回転する。
【解決手段】鉛直な回転軸線６まわりに回転するロータ８と、ロータ８の上部に回転軸線６に直交して摺動可能に支持された複数のベーン２０と、ロータ８を回転可能に収容するケーシング１４と、ケーシング１４における内部空間２１の上面を覆い、内部空間２１に連通する流入口４６を備えたカバー体２と、前記カバー体２の上部に設置され、下部が前記流入口４６に通じる移送物供給部４８とを含む。ロータ８の上端部にはシャフト２７を介して掻取部材３６が取付けられ、掻取部材３６は、カバー体２から突出して移送物供給部４８の内面に臨み、ロータ８およびシャフト２７の回転に連動し、前記移送物供給部４８の内面に近接して回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移送物を移送する竪型ベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハムやソーセージの材料、おから、あんこ、バター等の粘性が高くかつ流動性の低い移送物を移送する竪型ベーンポンプが用いられており、その典型的な従来技術は、特許文献１に示されている。特許文献１に示される竪型ベーンポンプにおいては、ロータが鉛直な回転軸線まわりに回転する。前記ロータの上部には、複数のベーンが前記回転軸線に直交し、前記直交方向に摺動可能に支持されている。前記ロータおよびベーンはケーシングに回転可能に収容保持されている。
【０００３】
ケーシングには前記内部空間の上面を覆うカバー体が設置され、前記カバー体は前記内部空間に連通する流入口を備える。前記ケーシングの側部には前記内部空間に連通する流出口が形成されている。
【０００４】
前記カバー体の上部には、下部が前記流入口に通じるコーン形ホッパー等からなる移送物供給部が設置されている。前記ケーシング内の内部空間は、ベーンによって複数の流路に区画され、ベーンの回転に伴って複数の流路の断面積が変化し、移送物供給部内の移送物が前記流入口から各流路を経て流出口へ移送される。
【０００５】
このような竪型ベーンポンプは、装置がコンパクトであり、移送性に優れることから、前記のような粘性移送物の移送に多用されている。
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第２５０２９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記竪型ベーンポンプにおいて、ホッパーに投入された移送物は、ホッパーの内面に付着し、これが原因でブリッジを起こし、スムースにポンプ内に流下しないことがある。特に、ハムやソーセージの材料、あるいはおから等のように気泡を含む移送物は、ホッパー内の流入口付近でブリッジを起こし易い。そのため、これらの移送物を扱う生産工場等においては、作業者が、ホッパーの上部を開け、適当な治具でブリッジ部を突き崩す作業を余儀なくされる。このような作業は大変煩わしく、工数も必要とされるため、生産効率を低下させる大きな要因となる。そこで、ホッパー内に攪拌部材を設け、この攪拌部材をモータによって駆動させてホッパー内の移送物を常時攪拌しブリッジの発生を防止している。しかし、この場合モータを新たに設置し、その駆動制御のシーケンスも組込むことが必要とされるため、装置の製造が大形化および複雑化してコストが高価でなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構造でありながら、移送物のブリッジの発生を効果的に防止し、粘性の高い移送物であって円滑に移送がすることができる竪型ベーンポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る竪型ベーンポンプは、鉛直な回転軸線まわりに回転するロータと、
前記ロータの上部に、前記回転軸線に直交し、かつ前記直交方向に摺動可能に支持された複数のベーンと、
前記ロータおよびロータが回転可能に収容される内部空間を有し、側部に流動状の移送物を排出するための流出口が形成されるケーシングと、
前記ケーシングの上部を覆い、前記内部空間に連通する流入口を有するカバー体と、
前記カバー体の上部に設置され、下部が前記流入口に移動物を供給する移送物供給部とを含む竪型ベーンポンプにおいて、
前記ロータの上端部にはシャフトを介して掻取部材が設けられ、
前記掻取部材は、前記カバー体から突出して前記移送物供給部の内面に臨み、前記ロータおよび前記シャフトの回転に連動し、前記移送物供給部の内面に近接して回転駆動されていることを特徴とする竪型ベーンポンプである。
【００１０】
本発明に従えば、移送物供給部に投入貯留される移送物は、移送物供給部の下部からカバー体に形成された流入口を経て、ケーシングにおける前記内部空間内に流入する。内部空間内に流入した移送物は、ロータの回転に伴うベーンの回転によって、ケーシングの側部に形成された流出口に順次押しやられてポンプ外に流出される。各ベーンは、前記ロータの上部に前記回転軸線に直交し、かつ直交方向に摺動可能に支持されているから、ロータの回転に伴い、内部空間の内部形状に規制されて摺動移動する。これにより、内部空間にベーンによって区画された複数のポンプ室が形成され、このポンプ室を介して移送物の流出口への移送が的確に成される。移送物供給部の内面には、前記ロータの上端部にシャフトを介して取付けられた掻取部材が臨んでおり、この掻取部材は、ロータおよびシャフトの回転に連動し前記移送物供給部の内面に近接して回転するよう構成されているから、移送物供給部の内面に付着しようとする移送物は、掻取部材の作用によって掻取られ、移送物供給部内での移送物のブリッジの発生が防止され、前記内部空間内への移送物の流下、および流出口から前記内部空間への流入が滞ることなくスムースになされる。
【００１１】
また本発明は、前記掻取部材が、前記シャフトに形成された嵌合穴に嵌合支持される取付基部と、前記取付基部に固設された掻取片とを含み、
前記取付基部は、前記カバー体に形成された透孔の内周縁部によって前記嵌合穴から抜出不能に嵌合保持され、
前記掻取片は、前記透孔内から延びて前記移送物供給部の内面に臨むように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、掻取部材が、取付基部をしてシャフトに形成された嵌合穴に嵌合支持されているから、シャフトの回転に連動して前記のような移送物供給部の内面に近接した回転がなされる。そして、取付基部は、前記カバー体に形成された透孔の内周縁部によって嵌合穴から抜出不能に嵌合保持されているから、上記回転動作中に掻取部材が外れたりする懸念がない。また、シャフトに対して掻取部材をこのような嵌合関係で取付けるようにしたことによって、これらが容易に作製および組立てられると共に、掻取部材を適宜交換し得るよう構成することもできる。
【００１３】
また本発明は、前記嵌合穴がシャフトの径方向に沿った長穴形状であって、前記取付基部が前記長穴形状に略合致する形状であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、嵌合穴がシャフトの径方向に沿った長穴形状であって、前記取付基部が前記長穴形状に略合致する形状であるから、ロータの前記回転軸線まわりの回転トルクが掻取部材に作用し、掻取部材に対する回転伝達が効率的になされる。
【００１５】
また本発明は、前記ケーシングの側部に、前記内部空間に通じる脱気口が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、脱気口に吸引手段を接続することにより、ロータが回転中であっても、前記内部空間から空気を強制的に吸引することができる。したがって、移送対象の移送物に空気が混在する場合、この移送物から空気を逐次抜き取ることができるので、移送物の安定した移送が可能となり、移送物の移送重量を安定化することができる。
【００１７】
また本発明は、前記カバー体が、前記ケーシングに対して着脱自在に装着されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、カバー体を取外すことによって前記内部空間内のベーン等のメンテナンスが容易になし得る。
【００１９】
また本発明は、移送物供給部が、前記カバー体の上部に着脱自在に設置されたコーン形ホッパーからなることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、移送物供給部がホッパーからなるから、移送物の一次的な貯留が可能となり、しかも、コーン形ホッパーからなるから、貯留された移送物の下方の流入口への移行がスムースに成される。さらに、ホッパーがカバー体の上部に着脱自在に設置されているから、ホッパーの清掃が容易になし得、これにカバー体が着脱自在である構成を付加すれば、掻取部材の交換等のメンテナンスをも容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に従えば、移送物供給部の内面に、前記ロータの上端部にシャフトを介して取付けられた掻取部材が近接して臨んでおり、この掻取部材は、ロータおよびシャフトの回転に連動し前記移送物供給部の内面に近接して回転するよう構成されているから、移送物供給部の内面に付着しようとする移送物は、掻取部材の作用によって掻取られ、移送物供給部内での移送物のブリッジの発生が防止され、前記内部空間内への移送物の流下、および流出口から内部空間への流入が滞ることなくスムースになされる。しかも、掻取部材はロータの回転に連動して回転するよう構成されているから、掻取部材を回転駆動させるための専用の駆動手段を不要とし、また、掻取部材を駆動制御させるための独自のシーケンスを装置に組込むことも不要とされ、装置コストの高騰を来たす懸念もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし以下の実施形態に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、説明例にすぎない。また、本実施形態にかかる図面は、本発明の特徴を理解しやすくするため、寸法比率を無視して作成している。
【００２３】
図１は、本発明の一形態である竪型ベーンポンプ１の構成を示す断面図であり、図２は図１の竪型ベーンポンプ１においてカバー体２を取外して上から見た平面図である。なお、図１は図２の切断面線Ｉ−Ｉから見た断面図である。図３は同竪型ベーンポンプ１におけるカバー体２の平面図であり、図４は同竪型ベーンポンプ１の主要部を分解した状態の側方から見た断面図であり、図５は同竪型ベーンポンプ１におけるロータ８、ケーシング１４およびベーン２０の関係を示す分解斜視図であり、図６は同竪型ベーンポンプ１におけるシャフト２７、掻取部材３６およびカバー体２の関係を示す分解斜視図である。
【００２４】
図１〜図６に示すようにベース部３にモータ４が設置され、モータ４の水平な出力軸の軸回転は、減速機５によって減速されると共に、減速機５内に組込まれた図示しない笠歯車等の駆動伝達機構によって、鉛直な回転軸線６まわりに回転する回転軸７に駆動力が伝達される。回転軸７は、ロータ８の下半部となるロータ軸部９に形成された軸取付穴１０に嵌合され、図示しないキーによって相互の回り止めが成され、これによりロータ８が回転軸７と共に回転軸線６まわりに（図２の矢印ａ方向参照）回転可能とされる。ロータ８の上半部はロータ本体部１１とされ、このロータ本体部１１には、回転軸線６に直交しかつ互いに６０°の角度を成して交差する３条のベーン溝１２が形成され、これら３条のベーン溝１２は、いずれもロータ８の上端において開口している（図５参照）。
【００２５】
なお、ベーン溝１２およびベーン２０の数は、３条および３枚に限らず、２条および２枚、あるいは４条および４枚であってもよい。
【００２６】
また、ベーン溝１２が交差する中心部の底部に、回転軸線６に沿ったボルト孔を貫設し、このボルト孔にボルトを挿通して、回転軸７に螺合することによってロータ８と回転軸７とを結合するようにしてもよい。
【００２７】
前記ベース部３上には架台１３が構築され、この架台１３には、ケーシング１４がボルト１５を介して固定的に設置されている。このケーシング１４は、下部のロータ保持部１６と、上部のポンプ室部１７とからなる。ロータ保持部１６では、ロータ８におけるロータ軸部９をテフロン（登録商標）等からなるブッシュ１８，１９を介して回転可能に支持し、ポンプ室部１７は、前記ベーン溝１２に嵌着されるベーン２０の内部空間２１を形成する。ロータ保持部１６とポンプ室部１７とは、図示を省略するボルト等の締結手段によって一体とされ、締結面間にはＯリング２２が介在され、締結面間のシールが達成されている。
【００２８】
ケーシング１４は、ロータ保持部１６をして、架台１３に形成された透孔２３より下方に突出するよう支持され、前記ボルト１５によって架台１３に固定されている。この状態でロータ８のロータ軸部９がロータ保持部１６より下方に突出し、架台１３の中間棚部２４に支持された前記減速機５から鉛直方向に突出する回転軸７に結合されている。回転軸７における減速機５からの突出基部まわりにはスペーサ２５が嵌着され、このスペーサ２５によって、ロータ軸部９の下端と減速機５の上面との間の間隔調整がなされる。
【００２９】
ロータ保持部１６によるロータ軸部９の支持機構としては、図示を省略するが、ブッシュ１８に代え、スタフィングボックス、グランドパッキンおよびグランド押え部材の組合せによって構成してもよい。
【００３０】
前記ロータ８の上端面には、前記ロータ８と同心の円形凹部２６が形成され、前記凹部２６にはシャフト２７が嵌め込まれ、３本の六角穴付きボルト２８によって固定されている（図２および図６参照）。前記ロータ８の上端部には前述のように回転軸線６を中心とし互いに６０°の角度で交差する３条のベーン溝１２が開口しており、ベーン溝１２には３枚のベーン２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）が、それぞれのベーン溝１２の長手方向に沿って摺動自在に嵌着されている。３枚のベーン２０は、逆凹形のベーン２０Ａ、Ｈ形のベーン２０Ｂおよび凹形のベーン２０Ｃからなり、これらは組合わせた状態でベーン溝１２に嵌着されている。
【００３１】
前記シャフト２７は、ベーン溝１２に３枚のベーン２０が嵌着された状態で前記凹部２６に嵌め込み固定され、これにより、ベーン２０の上方への抜出しが防止される。シャフト２７の下面には、ベーン溝１２に対応しかつこれらベーン溝１２と同幅の溝２９が形成され、ベーン溝１２に嵌着されたベーン２０の上縁部分がこの溝２９によって受容される。
【００３２】
図２に示すように、前記ケーシング１４におけるポンプ室部１７に形成されるベーンの内部空間２１は、回転軸線６を中心として９０°毎に区画された４つの区画域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によって構成される。第１の区画域Ｓ１では、内部空間２１の対応する内壁面２１Ａが、前記回転軸線６の中心を曲率中心とし、かつロータ本体１１より大きな曲率半径の１／４円弧面であり、ロータ本体１１の外周面との間に周方向に沿って一定幅の扇形の空域（流路）が形成される。
【００３３】
第１の区画域Ｓ１と対向位置の第３の区画域Ｓ３では、内部空間２１の対応する内壁面２１Ｃが、前記回転軸線６の中心を曲率中心とし、かつロータ本体１１の外周面に近接する１／４円弧面であり、内壁面２１Ｃとロータ本体１１の外周面との間には一定幅のわずかな隙間が形成される。
【００３４】
第２の区画域Ｓ２は、第１の区画域Ｓ１におけるロータ８の回転方向ａの下流側に隣接し、第１の区画域Ｓ１と第３の区画域Ｓ３との間に位置する。この第２の区画域Ｓ２では、対応する内壁面２１Ｂが、第１の区画域Ｓ１に対応する内壁面２１Ａから第３の区画域Ｓ３に対応する内壁面２１Ｃに連なる曲面とされ、これにより、内壁面２１Ｂとロータ本体１１の外周面との間の空域（流路）が、前記回転方向ａの下流側に向かって漸次狭くなる形状とされる。
【００３５】
第４の区画域Ｓ４は、第３の区画域Ｓ３におけるロータ８の回転方向ａの下流側に隣接し、第３の区画域Ｓ３と第１の区画域Ｓ１との間に位置する。この第４の区画域Ｓ４では、対応する内壁面２１Ｄが、第３の区画域Ｓ３に対応する内壁面２１Ｃから第１の区画域Ｓ１に対応する内壁面２１Ａに連なる曲面とされ、これにより、内壁面２１Ｄとロータ本体１１の外周面との間の空域（流路）が、前記回転方向ａの下流側に向かって漸次広くなる形状とされる。
【００３６】
４つの内壁面２１Ａ〜２１Ｄによって構成される内部空間２１の内面形状は、回転軸線６を中心とする対向面間の距離が一定となるよう形成される。したがって、３条のベーン溝１２に嵌着される３枚のベーン２０の長さは、いずれもこの距離と等しく形成され、ベーン溝１２に保持された状態でロータ８が回転すると、各ベーン２０はベーン溝１２内の摺動を伴いながら常にその両端部が内壁面２１Ａ〜２１Ｄのいずれかに摺接しながら内部空間２１内を回転することになる。
【００３７】
前記内壁面２１Ｄの上部は、さらに遠心方向に刳り抜かれ、この刳抜部分２１Ｅの平面形状は、後記するカバー体２に設けられた流入口４６の形状と合致するよう形成されている。また、前記第２の区画域Ｓ２に対応する内部空間２１の内壁面２１Ｂには、前記ケーシング１４の外側部に通じる流出口３０が形成され、この流出口３０に対応するケーシング１４の外側部には図示しない流体輸送管に接続される継手部３１が取付けられている。
【００３８】
さらに、前記第３の区画域Ｓ３に対応する内部空間２１の内壁面２１Ｃには、前記ケーシング１４の外側部に通じる脱気口３３が形成され、この脱気口３３に対応するケーシング１４の外側部には図示しない吸引管に接続される継手部３４が取付けられている。
【００３９】
シャフト２７は、その上面に前記回転軸線６を中心として径方向に延びる長穴状（長円状）の嵌合穴３５を備えている。この嵌合穴３５には、掻取部材３６の取付基部３７が着脱自在に嵌合されている。図１〜図６に示す掻取部材３６は、前記取付基部３７と、前記取付基部３７の中心に固着されたロッド部３８と、前記ロッド部３８の先端に固着された板状、円柱状若しくは直方体形状の掻取片３９とから構成され、ロッド部３８は、掻取片３９が後記するホッパー４８の内面に近接するよう曲成されている。
【００４０】
取付基部３７は、前記嵌合穴３５に嵌合保持され得る平面形状が長円形状であるが、その長手方向長さは、図６に示すように、嵌合穴３５の長手方向長さに比べ、両端に０．５ｍｍ程度のクリアランスｃが形成されるような大きさとされる。これは、後記するように、掻取部材３６が回転中に、ホッパー４８の内面に付着形成される移送物の固形物に掻取片３９に当接した際、取付基部３７が嵌合穴３５内をクリアランスｃがその長手方向に移動し得るようにするためである。これにより、掻取片３９が固形物を乗り越え、当接による衝撃を緩和することができる。
【００４１】
カバー体２は、前記ケーシング１４の上端面の形状と合致する正方形の板状体からなり、その４隅にはボルト挿通孔４０が形成されている。ケーシング１４の上端面の４隅にはねじ孔４１が形成され、このねじ孔４１に埋め込みボルト（図示せず）が螺着される。この埋め込みボルトをカバー体２のボルト挿通孔４０に挿通させ、カバー体２の上面側よりアイナット４２（図１参照）を螺着することによって、カバー体２がケーシング１４の上端面に締結固定される。
【００４２】
ケーシング１４の上端面における内部空間２１の周辺部には、Ｏリング１４１が周溝に収容された状態で装着され、これにより、ケーシング１４の前記内部空間２１がカバー体２によって気密的に覆われる。カバー体２は、ロータ８の上端面に突出するよう設置されたシャフト２７を覆う短円筒部４３をその中央部に隆起状に備え、この短円筒部４３の上底部には透孔４４が形成されている。この透孔４４の径は、前記掻取部材３６の取付基部３７の長さより小さく、掻取部材３６のロッド部３８および掻取片３９を挿通し得る大きさとされている。
【００４３】
したがって、取付基部３７を嵌合穴３５に嵌合し、ロッド部３８および掻取片３９を透孔４４に挿通させ、カバー体２をケーシング１４上端面に締結固定すると、透孔４４の内周縁部４５によって、取付基部３７が嵌合穴３５から抜出不能に嵌合保持される。
【００４４】
カバー体２の前記短円筒部４３の周辺部であって、前記ケーシング１４の内部空間２１における第４の区画域Ｓ４に対応する部位には、前記刳抜部分２１Ｅの平面形状に略合致する形状の流入口４６が形成されている。また、カバー体２の上面であって、前記短円筒部４３の外側に前記短円筒部４３と同心大径の接続円筒４７が固設されている（図６では便宜上２点鎖線で表している）。この接続円筒４７は、移送物供給部としてのコーン形ホッパー４８を接続するためのものであり、その上端には、Ｏリング４９を介在させた状態でクランプリング５０によって、コーン形ホッパー４８の下端部が結合接続される。これにより、コーン形ホッパー４８の下部が流入口４６に通じ、さらにこの流入口４６を介してベーンの内部空間２１に連通する。
【００４５】
コーン形ホッパー４８の外面部には、図４に示すようにケーシング１４の外側部に取付けられたヒンジ部５１に連結されるリンクアーム５２が固設されている。したがって、前記クランプリング５０のクランプを解除し、ホッパー４８を、ヒンジ部５１を支点として回動させることによって、カバー体２の上端から離脱することが可能とされる。また、ホッパー４８の外面部には取手５３が取付けられており、ホッパー４８の着脱操作の際に使用される。さらに、ホッパー４８の外面部にはホッパー４８の内部に臨む邪魔板部片５４が取付けられている。
【００４６】
この邪魔板部片５４は、掻取部材３６の回転攪拌作用と相乗して、ホッパー４８内の移送物の塊状化を防ぎ、あるいは、投入される移送物が固形バター等の場合は、これを崩すよう機能する。邪魔板部片５４の形状としては、棒状、板状その他の形状が可能であり、また、ホッパー４８の中心部に臨むような形状であってもよい。ホッパー４８の上端部には、移送物の輸送系（図示せず）が連結され、ホッパー４８内に適宜移送物が投入される。
【００４７】
図４は、ホッパー４８、カバー体２および掻取部材３６を取外した状態を示している。すなわち、前記クランプリング５０のクランプを解除すれば、ホッパー４８はヒンジ５１を支点とし、リンクアーム５２に支持された状態で図のように傾斜させることができる。これによりカバー体２の上面が開放される。次いで、アイナット４２を緩めて螺着を解除することにより、カバー体２を取外すことができる。アイナット４２は、そのリング部に適当な工具を挿入して回転操作することによって容易に緩めることができる。掻取部材３６は、その取付基部３７をしてシャフト２７の嵌合穴３５に嵌合されているだけであるから、簡易に取出すことができる。このように各部を着脱自在とすることにより、ホッパー４８の内部やカバー体２の清掃等のメンテナンスを容易に実施することができる。また、掻取部材３６を移送物の性状に合ったものに交換する作業も簡易に実施することができる。
【００４８】
次に、上記のように構成された竪型ベーンポンプ１の作用を説明する。図１のように組立てられた竪型ベーンポンプ１において、モータ４がオンされ、回転軸７が所定の減速度で回転すると、ロータ８が回転軸線６まわりに回転する。ホッパー４８に投入された移送物は、下方の流入口４６に向け流下する。ロータ８の回転に伴い、掻取部材３６も回転し、ホッパー４８内の移送物はこの攪拌作用を受けると共に、ホッパー４８の内面に付着しようとする移送物が掻取片３９により掻取られ、ブリッジを生じることなく移送物の円滑な流下が促進される。
【００４９】
ロータ８の回転に伴い、ケーシング１４におけるベーンの内部空間２１内でロータ本体１１が回転軸線６まわりに矢印ａ方向に回転する。ロータ本体１１では、回転軸線６に直交する３条のベーン溝１２に、３枚のベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ摺動自在に保持されているから、ロータ本体１１の回転に伴い内部空間２１の内面形状に倣うように、それぞれのベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがベーン溝１２内の摺動移動を伴いながら回転する。
【００５０】
各ベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、回転中その両端部が内部空間２１の４つの内壁面２１Ａ〜２１Ｄのいずれかに接する状態で回転するから、各ベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのロータ本体１１の外周面より突出する部分が、内部空間２１の内壁面との間で複数のポンプ室を形成する。このポンプ室の回転方向ａに沿った移動に伴い、ホッパー４８から各ポンプ室に流入する移送物が流出口３０に向け移送され、流出口３０、継手部３１および流体輸送管（図示せず）を経て、次の移送物処理工程（図示せず）に向け輸送される。すなわち、ホッパー４８内から流下した移送物は、流入口４６を経て、内部空間２１における第４の区画域Ｓ４に流入する。この第４の区画域Ｓ４に流入した移送物は、ベーン２０の回転作用を受けて第１の区画域Ｓ１に押しやられる。第４の区画域Ｓ４では、内部空間２１の内壁面２１Ｄに前記刳抜部２１Ｅが形成されているから、移送物の流入が円滑になされる。また、第４の区画域Ｓ４から第１の区画域Ｓ１にかけては、内壁面２１Ｄとロータ本体１１の外周面との間隔が回転方向ａに沿って広がるから、移送物の移送が抵抗少なくなされる。
【００５１】
第１の区画域Ｓ１に移送された移送物は、ベーン２０の回転作用により、第２の区画域Ｓ２に向け移送されるが、第１の区画域Ｓ１における内部空間２１の内壁面２１Ａとロータ本体１１の外周面との間隔は一定とされているから、この移送も円滑になされる。第２の区画域Ｓ２においては、内部空間２１の内壁面２１Ｂとロータ本体１１の外周面との間隔は漸次狭くなるから、第２の区画域Ｓ２に達した移送物は、内壁面２１Ｂには流出口３０が形成されているから、逐次この流出口３０より継手部３１を経て流出される。第３の区画域Ｓ３では、内部空間２１の内壁面２１Ｃとロータ本体１１の外周面とは、わずかな隙間が確保されているだけであるから、第２の区画域Ｓ２に達した移送物は、第３の区画域Ｓ３に至ることなく流出口３０よりケーシング１４の外に流出される。
【００５２】
第３の区画域Ｓ３における内部空間２１の内壁面２１Ｃには、脱気口３３が設けられており、その継手部３４に図示しない吸引手段を接続しておけば、内部空間２１内が真空引きされ、移送物が脱気される。したがって、空気混在の移送物の移送が容易に成され、脱気によって移送物の締り状態が一定となり、定量性が向上する。また、移送物が、たとえばハムやソーセージなどのような粘性食品原料である場合は、脱気されることによって細菌の繁殖を防ぐことができ、この原料を使った食品の腐敗防止に役立つ。脱気口３３は、第３の区画域Ｓ３における狭い間隙に開口されるから、脱気口３３に移送物が吸引されることがない。第４の区画域Ｓ４には、ホッパー４８から移送物が供給されており、ロータ８の継続的な回転により、上記作用が繰返され、移送物は流出口３０より逐次流出されてゆく。
【００５３】
各ベーン２０は、たとえば食品用エンジニアリングプラスチックとも呼ばれる合成樹脂からなり、ベーン溝１２に対して摺動自在に嵌着されている。またケーシング１４における内部空間２１の内壁面２１Ａ〜２１Ｄは、ステンレス鋼からなる。
【００５４】
掻取部材３６は、平面形状が長円形状の取付基部３７をシャフト２７の嵌合穴３５に嵌合保持させることによって、ロータ８の回転に伴い回転軸線６のまわりに回転する。この回転によって、掻取片３９がホッパー４８の内面に近接した状態で回転し、掻取片３９の回転によってホッパー４８内の移送物がホッパー４８の内面に付着するのを防止し、ホッパー４８の下部でのブリッジの発生を抑え、流入口４６への移送物の円滑な流入が達成される。
【００５５】
また、掻取片３９は、その回転によってホッパー４８内の移送物の攪拌機能も奏し、したがって、ホッパー４８内に異なる種類の移送物を投入し、掻取部材３６によって攪拌混合しながら、前記ポンプ移送するような仕様とすることもできる。取付基部３７を図示のような長円形状とすることにより、シャフト２７からの回転トルクの伝達が効果的になされる。掻取部材３６の各構成部材はステンレス鋼によって形成されるが、取付基部３７とロッド部３８との固着一体化は溶接によって成される。この場合、取付基部３７とロッド部３８とを螺着結合した上で溶接一体とすること等も可能である。
【００５６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、掻取部材３６の変形例を示す。図７（ａ）の掻取部材３６は、取付基部３７と、曲成されたロッド部３８のみからり、ロッド部３８の先側部分がホッパー４８の内面に近接して掻取片として機能する。図７（ｂ）の掻取部材３６は、取付基部３７と、二股状のロッド部３８と、このロッド部３８の各先端に固着された掻取片３９とからなる。ロッド部３８は、二股状に限定されるものではなく、たとえば三股状、四股状に形成してもよい。図７（ｃ）の掻取部材３６は、取付基部３７と、垂直な支柱状ロッド部３８と、このロッド部３８に固着されたスクリュー羽根状の掻取片３９からなる。図７（ｂ）および図７（ｃ）の例は掻取機能に加えて攪拌機能もより効果的に発現される。図７（ｄ）の掻取部材３６は、ロッド部３８がホッパー４８の内面のコーン形状に沿って曲成されたスパイラル形状とされている。これらは、処理対象の移送物の性状に応じて適宜選択採用される。
【００５７】
図８は、掻取部材３６のさらに別の変形例を示し、上記と同様の取付基部３７にロッド部３８が固着され、このロッド部３８の先端には掻取片３９が、ロッド部３８の軸心まわりに回転可能に支持されている。掻取片３９は、羽根車部３９Ａとローラ部３９Ｂとが一体とされてなり、取付基部３７がシャフト２７と共に回転すると、ローラ部３９Ｂは、ホッパー４８の内面に摺接し、この摺接によってホッパー４８の内面を転動する。ローラ部３９Ｂの転動によって、羽根車部３９Ａがロッド部３８の軸心まわりに自転しながらホッパー４８の内面に近接して回転する。この自転を伴う回転によって、移送物の掻取機能がより効果的になされる。
【００５８】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、カバー体２の別の実施形態を示すものであり、図９（ａ）は図１と同様の切断面線から見た断面図、図９（ｂ）は図４と同様の切断面線から見た断面図である。前記実施形態におけるカバー体２の場合、補助ローラ２７を覆う短円筒部４３が隆起状に形成されているため、その周囲と接続円筒４７との間が凹部となり、移送物がその性状によってはこの凹部に滞る懸念があった。本実施形態では、接続円筒４７に代え、短円筒部４３の上面からホッパー４８との接続端面に至るテーパ状の漏斗状部５５を流体流入部４６に対応する部位を除き形成している。このような形状とすることにより、上記移送物の滞りの懸念が払拭される。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付しその説明を省略する。
【００５９】
図１０は移送物供給部が流体投入シュート５６からなることを示している。この投入シュートは直管部分５６Ａと、その上端に連なる円錐状部５６Ｂとからなり、掻取部材３６の掻取片３９は、この直管部分５６Ａの内面に近接して回転するよう構成される。このような構成により、上記と同様に直管部分５６Ａの内面に対する移送物の付着が防止され、ブリッジの発生もなく、スムースな移送物の内部空間２１への流入が成される。カバー体２は、前記図１〜図６に示す実施形態と同様のものとして示しているが、図８に示すカバー体２をこれに充当することはもとより可能である。また、流体投入シュート５６の形状は図示のものに限定されず、たとえば、直管を処理システムのレイアウト構成に応じて適宜曲成し、カバー体２の接続円筒４７の上端部に至らせ、接続円筒４７に接続するよう構成してもよい。その他の構成は図１と同様であるので、共通部分に同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
なお、ケーシング１４およびカバー体２の平面形状は、正方形に限らず、矩形或いは円形であってもよい。また、シャフト２７の嵌合穴３５および掻取部材３６の取付基部３７の平面形状を長円形状としているが、長方形、楕円形或いは円形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一形態である竪型ベーンポンプ１の構成を示す断面図である。
【図２】図１の竪型ベーンポンプ１においてカバー体２を取外して上から見た平面図である。
【図３】同竪型ベーンポンプ１におけるカバー体２の平面図である。
【図４】同竪型ベーンポンプ１の主要部を分解した状態の側方から見た断面図である。
【図５】同竪型ベーンポンプ１におけるロータ８、ケーシング１４およびベーン２０の関係を示す分解斜視図である。
【図６】同竪型ベーンポンプ１におけるシャフト２７、掻取部材３６およびカバー体２の関係を示す分解斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は掻取部材３６の種々の変形例を示す概念図である。
【図８】掻取部材３６の更に別の変形例を示す斜視図である。
【図９】カバー体の別の実施形態を示し、図９（ａ）は正面断面図、図９（ｂ）は側面断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である竪型ベーンポンプ１の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 竪型ベーンポンプ
２ カバー体
６ 回転軸線
８ ロータ
１４ ケーシング
２０ ベーン
２１ ベーンの内部空間
２７ シャフト
３０，４６ 流出口
３３ 脱気口
３５ 嵌合穴
３６ 掻取部材
３７ 取付基部
３９ 掻取片
４４ 透孔
４５ 内周縁部
４８ 移送物供給部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移送物を移送する竪型ベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハムやソーセージの材料、おから、あんこ、バター等の粘性が高くかつ流動性の低い移送物を移送する竪型ベーンポンプが用いられており、その典型的な従来技術は、特許文献１に示されている。特許文献１に示される竪型ベーンポンプにおいては、ロータが鉛直な回転軸線まわりに回転する。前記ロータの上部には、複数のベーンが前記回転軸線に直交し、前記直交方向に摺動可能に支持されている。前記ロータおよびベーンはケーシングに回転可能に収容保持されている。
【０００３】
ケーシングには前記内部空間の上面を覆うカバー体が設置され、前記カバー体は前記内部空間に連通する流入口を備える。前記ケーシングの側部には前記内部空間に連通する流出口が形成されている。
【０００４】
前記カバー体の上部には、下部が前記流入口に通じるコーン形ホッパー等からなる移送物供給部が設置されている。前記ケーシング内の内部空間は、ベーンによって複数の流路に区画され、ベーンの回転に伴って複数の流路の断面積が変化し、移送物供給部内の移送物が前記流入口から各流路を経て流出口へ移送される。
【０００５】
このような竪型ベーンポンプは、装置がコンパクトであり、移送性に優れることから、前記のような粘性移送物の移送に多用されている。
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第２５０２９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記竪型ベーンポンプにおいて、ホッパーに投入された移送物は、ホッパーの内面に付着し、これが原因でブリッジを起こし、スムースにポンプ内に流下しないことがある。特に、ハムやソーセージの材料、あるいはおから等のように気泡を含む移送物は、ホッパー内の流入口付近でブリッジを起こし易い。そのため、これらの移送物を扱う生産工場等においては、作業者が、ホッパーの上部を開け、適当な治具でブリッジ部を突き崩す作業を余儀なくされる。このような作業は大変煩わしく、工数も必要とされるため、生産効率を低下させる大きな要因となる。そこで、ホッパー内に攪拌部材を設け、この攪拌部材をモータによって駆動させてホッパー内の移送物を常時攪拌しブリッジの発生を防止している。しかし、この場合モータを新たに設置し、その駆動制御のシーケンスも組込むことが必要とされるため、装置の製造が大形化および複雑化してコストが高価でなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構造でありながら、移送物のブリッジの発生を効果的に防止し、粘性の高い移送物であって円滑に移送がすることができる竪型ベーンポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る竪型ベーンポンプは、鉛直な回転軸線まわりに回転するロータと、
前記ロータの上部に、前記回転軸線に直交し、かつ前記直交方向に摺動可能に支持された複数のベーンと、
前記ロータおよびロータが回転可能に収容される内部空間を有し、側部に流動状の移送物を排出するための流出口が形成されるケーシングと、
前記ケーシングの上部を覆い、前記内部空間に連通する流入口を有するカバー体と、
前記カバー体の上部に設置され、下部が前記流入口に移動物を供給する移送物供給部とを含む竪型ベーンポンプにおいて、
前記ロータの上端部にはシャフトを介して掻取部材が設けられ、
前記掻取部材は、前記カバー体から突出して前記移送物供給部の内面に臨み、前記ロータおよび前記シャフトの回転に連動し、前記移送物供給部の内面に近接して回転駆動されていることを特徴とする竪型ベーンポンプである。
【００１０】
本発明に従えば、移送物供給部に投入貯留される移送物は、移送物供給部の下部からカバー体に形成された流入口を経て、ケーシングにおける前記内部空間内に流入する。内部空間内に流入した移送物は、ロータの回転に伴うベーンの回転によって、ケーシングの側部に形成された流出口に順次押しやられてポンプ外に流出される。各ベーンは、前記ロータの上部に前記回転軸線に直交し、かつ直交方向に摺動可能に支持されているから、ロータの回転に伴い、内部空間の内部形状に規制されて摺動移動する。これにより、内部空間にベーンによって区画された複数のポンプ室が形成され、このポンプ室を介して移送物の流出口への移送が的確に成される。移送物供給部の内面には、前記ロータの上端部にシャフトを介して取付けられた掻取部材が臨んでおり、この掻取部材は、ロータおよびシャフトの回転に連動し前記移送物供給部の内面に近接して回転するよう構成されているから、移送物供給部の内面に付着しようとする移送物は、掻取部材の作用によって掻取られ、移送物供給部内での移送物のブリッジの発生が防止され、前記内部空間内への移送物の流下、および流出口から前記内部空間への流入が滞ることなくスムースになされる。
【００１１】
また本発明は、前記掻取部材が、前記シャフトに形成された嵌合穴に嵌合支持される取付基部と、前記取付基部に固設された掻取片とを含み、
前記取付基部は、前記カバー体に形成された透孔の内周縁部によって前記嵌合穴から抜出不能に嵌合保持され、
前記掻取片は、前記透孔内から延びて前記移送物供給部の内面に臨むように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、掻取部材が、取付基部をしてシャフトに形成された嵌合穴に嵌合支持されているから、シャフトの回転に連動して前記のような移送物供給部の内面に近接した回転がなされる。そして、取付基部は、前記カバー体に形成された透孔の内周縁部によって嵌合穴から抜出不能に嵌合保持されているから、上記回転動作中に掻取部材が外れたりする懸念がない。また、シャフトに対して掻取部材をこのような嵌合関係で取付けるようにしたことによって、これらが容易に作製および組立てられると共に、掻取部材を適宜交換し得るよう構成することもできる。
【００１３】
また本発明は、前記嵌合穴がシャフトの径方向に沿った長穴形状であって、前記取付基部が前記長穴形状に略合致する形状であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、嵌合穴がシャフトの径方向に沿った長穴形状であって、前記取付基部が前記長穴形状に略合致する形状であるから、ロータの前記回転軸線まわりの回転トルクが掻取部材に作用し、掻取部材に対する回転伝達が効率的になされる。
【００１５】
また本発明は、前記ケーシングの側部に、前記内部空間に通じる脱気口が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、脱気口に吸引手段を接続することにより、ロータが回転中であっても、前記内部空間から空気を強制的に吸引することができる。したがって、移送対象の移送物に空気が混在する場合、この移送物から空気を逐次抜き取ることができるので、移送物の安定した移送が可能となり、移送物の移送重量を安定化することができる。
【００１７】
また本発明は、前記カバー体が、前記ケーシングに対して着脱自在に装着されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、カバー体を取外すことによって前記内部空間内のベーン等のメンテナンスが容易になし得る。
【００１９】
また本発明は、移送物供給部が、前記カバー体の上部に着脱自在に設置されたコーン形ホッパーからなることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、移送物供給部がホッパーからなるから、移送物の一次的な貯留が可能となり、しかも、コーン形ホッパーからなるから、貯留された移送物の下方の流入口への移行がスムースに成される。さらに、ホッパーがカバー体の上部に着脱自在に設置されているから、ホッパーの清掃が容易になし得、これにカバー体が着脱自在である構成を付加すれば、掻取部材の交換等のメンテナンスをも容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に従えば、移送物供給部の内面に、前記ロータの上端部にシャフトを介して取付けられた掻取部材が近接して臨んでおり、この掻取部材は、ロータおよびシャフトの回転に連動し前記移送物供給部の内面に近接して回転するよう構成されているから、移送物供給部の内面に付着しようとする移送物は、掻取部材の作用によって掻取られ、移送物供給部内での移送物のブリッジの発生が防止され、前記内部空間内への移送物の流下、および流出口から内部空間への流入が滞ることなくスムースになされる。しかも、掻取部材はロータの回転に連動して回転するよう構成されているから、掻取部材を回転駆動させるための専用の駆動手段を不要とし、また、掻取部材を駆動制御させるための独自のシーケンスを装置に組込むことも不要とされ、装置コストの高騰を来たす懸念もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし以下の実施形態に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、説明例にすぎない。また、本実施形態にかかる図面は、本発明の特徴を理解しやすくするため、寸法比率を無視して作成している。
【００２３】
図１は、本発明の一形態である竪型ベーンポンプ１の構成を示す断面図であり、図２は図１の竪型ベーンポンプ１においてカバー体２を取外して上から見た平面図である。なお、図１は図２の切断面線Ｉ−Ｉから見た断面図である。図３は同竪型ベーンポンプ１におけるカバー体２の平面図であり、図４は同竪型ベーンポンプ１の主要部を分解した状態の側方から見た断面図であり、図５は同竪型ベーンポンプ１におけるロータ８、ケーシング１４およびベーン２０の関係を示す分解斜視図であり、図６は同竪型ベーンポンプ１におけるシャフト２７、掻取部材３６およびカバー体２の関係を示す分解斜視図である。
【００２４】
図１〜図６に示すようにベース部３にモータ４が設置され、モータ４の水平な出力軸の軸回転は、減速機５によって減速されると共に、減速機５内に組込まれた図示しない笠歯車等の駆動伝達機構によって、鉛直な回転軸線６まわりに回転する回転軸７に駆動力が伝達される。回転軸７は、ロータ８の下半部となるロータ軸部９に形成された軸取付穴１０に嵌合され、図示しないキーによって相互の回り止めが成され、これによりロータ８が回転軸７と共に回転軸線６まわりに（図２の矢印ａ方向参照）回転可能とされる。ロータ８の上半部はロータ本体部１１とされ、このロータ本体部１１には、回転軸線６に直交しかつ互いに６０°の角度を成して交差する３条のベーン溝１２が形成され、これら３条のベーン溝１２は、いずれもロータ８の上端において開口している（図５参照）。
【００２５】
なお、ベーン溝１２およびベーン２０の数は、３条および３枚に限らず、２条および２枚、あるいは４条および４枚であってもよい。
【００２６】
また、ベーン溝１２が交差する中心部の底部に、回転軸線６に沿ったボルト孔を貫設し、このボルト孔にボルトを挿通して、回転軸７に螺合することによってロータ８と回転軸７とを結合するようにしてもよい。
【００２７】
前記ベース部３上には架台１３が構築され、この架台１３には、ケーシング１４がボルト１５を介して固定的に設置されている。このケーシング１４は、下部のロータ保持部１６と、上部のポンプ室部１７とからなる。ロータ保持部１６では、ロータ８におけるロータ軸部９をテフロン（登録商標）等からなるブッシュ１８，１９を介して回転可能に支持し、ポンプ室部１７は、前記ベーン溝１２に嵌着されるベーン２０の内部空間２１を形成する。ロータ保持部１６とポンプ室部１７とは、図示を省略するボルト等の締結手段によって一体とされ、締結面間にはＯリング２２が介在され、締結面間のシールが達成されている。
【００２８】
ケーシング１４は、ロータ保持部１６をして、架台１３に形成された透孔２３より下方に突出するよう支持され、前記ボルト１５によって架台１３に固定されている。この状態でロータ８のロータ軸部９がロータ保持部１６より下方に突出し、架台１３の中間棚部２４に支持された前記減速機５から鉛直方向に突出する回転軸７に結合されている。回転軸７における減速機５からの突出基部まわりにはスペーサ２５が嵌着され、このスペーサ２５によって、ロータ軸部９の下端と減速機５の上面との間の間隔調整がなされる。
【００２９】
ロータ保持部１６によるロータ軸部９の支持機構としては、図示を省略するが、ブッシュ１８に代え、スタフィングボックス、グランドパッキンおよびグランド押え部材の組合せによって構成してもよい。
【００３０】
前記ロータ８の上端面には、前記ロータ８と同心の円形凹部２６が形成され、前記凹部２６にはシャフト２７が嵌め込まれ、３本の六角穴付きボルト２８によって固定されている（図２および図６参照）。前記ロータ８の上端部には前述のように回転軸線６を中心とし互いに６０°の角度で交差する３条のベーン溝１２が開口しており、ベーン溝１２には３枚のベーン２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）が、それぞれのベーン溝１２の長手方向に沿って摺動自在に嵌着されている。３枚のベーン２０は、逆凹形のベーン２０Ａ、Ｈ形のベーン２０Ｂおよび凹形のベーン２０Ｃからなり、これらは組合わせた状態でベーン溝１２に嵌着されている。
【００３１】
前記シャフト２７は、ベーン溝１２に３枚のベーン２０が嵌着された状態で前記凹部２６に嵌め込み固定され、これにより、ベーン２０の上方への抜出しが防止される。シャフト２７の下面には、ベーン溝１２に対応しかつこれらベーン溝１２と同幅の溝２９が形成され、ベーン溝１２に嵌着されたベーン２０の上縁部分がこの溝２９によって受容される。
【００３２】
図２に示すように、前記ケーシング１４におけるポンプ室部１７に形成されるベーンの内部空間２１は、回転軸線６を中心として９０°毎に区画された４つの区画域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によって構成される。第１の区画域Ｓ１では、内部空間２１の対応する内壁面２１Ａが、前記回転軸線６の中心を曲率中心とし、かつロータ本体１１より大きな曲率半径の１／４円弧面であり、ロータ本体１１の外周面との間に周方向に沿って一定幅の扇形の空域（流路）が形成される。
【００３３】
第１の区画域Ｓ１と対向位置の第３の区画域Ｓ３では、内部空間２１の対応する内壁面２１Ｃが、前記回転軸線６の中心を曲率中心とし、かつロータ本体１１の外周面に近接する１／４円弧面であり、内壁面２１Ｃとロータ本体１１の外周面との間には一定幅のわずかな隙間が形成される。
【００３４】
第２の区画域Ｓ２は、第１の区画域Ｓ１におけるロータ８の回転方向ａの下流側に隣接し、第１の区画域Ｓ１と第３の区画域Ｓ３との間に位置する。この第２の区画域Ｓ２では、対応する内壁面２１Ｂが、第１の区画域Ｓ１に対応する内壁面２１Ａから第３の区画域Ｓ３に対応する内壁面２１Ｃに連なる曲面とされ、これにより、内壁面２１Ｂとロータ本体１１の外周面との間の空域（流路）が、前記回転方向ａの下流側に向かって漸次狭くなる形状とされる。
【００３５】
第４の区画域Ｓ４は、第３の区画域Ｓ３におけるロータ８の回転方向ａの下流側に隣接し、第３の区画域Ｓ３と第１の区画域Ｓ１との間に位置する。この第４の区画域Ｓ４では、対応する内壁面２１Ｄが、第３の区画域Ｓ３に対応する内壁面２１Ｃから第１の区画域Ｓ１に対応する内壁面２１Ａに連なる曲面とされ、これにより、内壁面２１Ｄとロータ本体１１の外周面との間の空域（流路）が、前記回転方向ａの下流側に向かって漸次広くなる形状とされる。
【００３６】
４つの内壁面２１Ａ〜２１Ｄによって構成される内部空間２１の内面形状は、回転軸線６を中心とする対向面間の距離が一定となるよう形成される。したがって、３条のベーン溝１２に嵌着される３枚のベーン２０の長さは、いずれもこの距離と等しく形成され、ベーン溝１２に保持された状態でロータ８が回転すると、各ベーン２０はベーン溝１２内の摺動を伴いながら常にその両端部が内壁面２１Ａ〜２１Ｄのいずれかに摺接しながら内部空間２１内を回転することになる。
【００３７】
前記内壁面２１Ｄの上部は、さらに遠心方向に刳り抜かれ、この刳抜部分２１Ｅの平面形状は、後記するカバー体２に設けられた流入口４６の形状と合致するよう形成されている。また、前記第２の区画域Ｓ２に対応する内部空間２１の内壁面２１Ｂには、前記ケーシング１４の外側部に通じる流出口３０が形成され、この流出口３０に対応するケーシング１４の外側部には図示しない流体輸送管に接続される継手部３１が取付けられている。
【００３８】
さらに、前記第３の区画域Ｓ３に対応する内部空間２１の内壁面２１Ｃには、前記ケーシング１４の外側部に通じる脱気口３３が形成され、この脱気口３３に対応するケーシング１４の外側部には図示しない吸引管に接続される継手部３４が取付けられている。
【００３９】
シャフト２７は、その上面に前記回転軸線６を中心として径方向に延びる長穴状（長円状）の嵌合穴３５を備えている。この嵌合穴３５には、掻取部材３６の取付基部３７が着脱自在に嵌合されている。図１〜図６に示す掻取部材３６は、前記取付基部３７と、前記取付基部３７の中心に固着されたロッド部３８と、前記ロッド部３８の先端に固着された板状、円柱状若しくは直方体形状の掻取片３９とから構成され、ロッド部３８は、掻取片３９が後記するホッパー４８の内面に近接するよう曲成されている。
【００４０】
取付基部３７は、前記嵌合穴３５に嵌合保持され得る平面形状が長円形状であるが、その長手方向長さは、図６に示すように、嵌合穴３５の長手方向長さに比べ、両端に０．５ｍｍ程度のクリアランスｃが形成されるような大きさとされる。これは、後記するように、掻取部材３６が回転中に、ホッパー４８の内面に付着形成される移送物の固形物に掻取片３９に当接した際、取付基部３７が嵌合穴３５内をクリアランスｃがその長手方向に移動し得るようにするためである。これにより、掻取片３９が固形物を乗り越え、当接による衝撃を緩和することができる。
【００４１】
カバー体２は、前記ケーシング１４の上端面の形状と合致する正方形の板状体からなり、その４隅にはボルト挿通孔４０が形成されている。ケーシング１４の上端面の４隅にはねじ孔４１が形成され、このねじ孔４１に埋め込みボルト（図示せず）が螺着される。この埋め込みボルトをカバー体２のボルト挿通孔４０に挿通させ、カバー体２の上面側よりアイナット４２（図１参照）を螺着することによって、カバー体２がケーシング１４の上端面に締結固定される。
【００４２】
ケーシング１４の上端面における内部空間２１の周辺部には、Ｏリング１４１が周溝に収容された状態で装着され、これにより、ケーシング１４の前記内部空間２１がカバー体２によって気密的に覆われる。カバー体２は、ロータ８の上端面に突出するよう設置されたシャフト２７を覆う短円筒部４３をその中央部に隆起状に備え、この短円筒部４３の上底部には透孔４４が形成されている。この透孔４４の径は、前記掻取部材３６の取付基部３７の長さより小さく、掻取部材３６のロッド部３８および掻取片３９を挿通し得る大きさとされている。
【００４３】
したがって、取付基部３７を嵌合穴３５に嵌合し、ロッド部３８および掻取片３９を透孔４４に挿通させ、カバー体２をケーシング１４上端面に締結固定すると、透孔４４の内周縁部４５によって、取付基部３７が嵌合穴３５から抜出不能に嵌合保持される。
【００４４】
カバー体２の前記短円筒部４３の周辺部であって、前記ケーシング１４の内部空間２１における第４の区画域Ｓ４に対応する部位には、前記刳抜部分２１Ｅの平面形状に略合致する形状の流入口４６が形成されている。また、カバー体２の上面であって、前記短円筒部４３の外側に前記短円筒部４３と同心大径の接続円筒４７が固設されている（図６では便宜上２点鎖線で表している）。この接続円筒４７は、移送物供給部としてのコーン形ホッパー４８を接続するためのものであり、その上端には、Ｏリング４９を介在させた状態でクランプリング５０によって、コーン形ホッパー４８の下端部が結合接続される。これにより、コーン形ホッパー４８の下部が流入口４６に通じ、さらにこの流入口４６を介してベーンの内部空間２１に連通する。
【００４５】
コーン形ホッパー４８の外面部には、図４に示すようにケーシング１４の外側部に取付けられたヒンジ部５１に連結されるリンクアーム５２が固設されている。したがって、前記クランプリング５０のクランプを解除し、ホッパー４８を、ヒンジ部５１を支点として回動させることによって、カバー体２の上端から離脱することが可能とされる。また、ホッパー４８の外面部には取手５３が取付けられており、ホッパー４８の着脱操作の際に使用される。さらに、ホッパー４８の外面部にはホッパー４８の内部に臨む邪魔板部片５４が取付けられている。
【００４６】
この邪魔板部片５４は、掻取部材３６の回転攪拌作用と相乗して、ホッパー４８内の移送物の塊状化を防ぎ、あるいは、投入される移送物が固形バター等の場合は、これを崩すよう機能する。邪魔板部片５４の形状としては、棒状、板状その他の形状が可能であり、また、ホッパー４８の中心部に臨むような形状であってもよい。ホッパー４８の上端部には、移送物の輸送系（図示せず）が連結され、ホッパー４８内に適宜移送物が投入される。
【００４７】
図４は、ホッパー４８、カバー体２および掻取部材３６を取外した状態を示している。すなわち、前記クランプリング５０のクランプを解除すれば、ホッパー４８はヒンジ５１を支点とし、リンクアーム５２に支持された状態で図のように傾斜させることができる。これによりカバー体２の上面が開放される。次いで、アイナット４２を緩めて螺着を解除することにより、カバー体２を取外すことができる。アイナット４２は、そのリング部に適当な工具を挿入して回転操作することによって容易に緩めることができる。掻取部材３６は、その取付基部３７をしてシャフト２７の嵌合穴３５に嵌合されているだけであるから、簡易に取出すことができる。このように各部を着脱自在とすることにより、ホッパー４８の内部やカバー体２の清掃等のメンテナンスを容易に実施することができる。また、掻取部材３６を移送物の性状に合ったものに交換する作業も簡易に実施することができる。
【００４８】
次に、上記のように構成された竪型ベーンポンプ１の作用を説明する。図１のように組立てられた竪型ベーンポンプ１において、モータ４がオンされ、回転軸７が所定の減速度で回転すると、ロータ８が回転軸線６まわりに回転する。ホッパー４８に投入された移送物は、下方の流入口４６に向け流下する。ロータ８の回転に伴い、掻取部材３６も回転し、ホッパー４８内の移送物はこの攪拌作用を受けると共に、ホッパー４８の内面に付着しようとする移送物が掻取片３９により掻取られ、ブリッジを生じることなく移送物の円滑な流下が促進される。
【００４９】
ロータ８の回転に伴い、ケーシング１４におけるベーンの内部空間２１内でロータ本体１１が回転軸線６まわりに矢印ａ方向に回転する。ロータ本体１１では、回転軸線６に直交する３条のベーン溝１２に、３枚のベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ摺動自在に保持されているから、ロータ本体１１の回転に伴い内部空間２１の内面形状に倣うように、それぞれのベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがベーン溝１２内の摺動移動を伴いながら回転する。
【００５０】
各ベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、回転中その両端部が内部空間２１の４つの内壁面２１Ａ〜２１Ｄのいずれかに接する状態で回転するから、各ベーン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのロータ本体１１の外周面より突出する部分が、内部空間２１の内壁面との間で複数のポンプ室を形成する。このポンプ室の回転方向ａに沿った移動に伴い、ホッパー４８から各ポンプ室に流入する移送物が流出口３０に向け移送され、流出口３０、継手部３１および流体輸送管（図示せず）を経て、次の移送物処理工程（図示せず）に向け輸送される。すなわち、ホッパー４８内から流下した移送物は、流入口４６を経て、内部空間２１における第４の区画域Ｓ４に流入する。この第４の区画域Ｓ４に流入した移送物は、ベーン２０の回転作用を受けて第１の区画域Ｓ１に押しやられる。第４の区画域Ｓ４では、内部空間２１の内壁面２１Ｄに前記刳抜部２１Ｅが形成されているから、移送物の流入が円滑になされる。また、第４の区画域Ｓ４から第１の区画域Ｓ１にかけては、内壁面２１Ｄとロータ本体１１の外周面との間隔が回転方向ａに沿って広がるから、移送物の移送が抵抗少なくなされる。
【００５１】
第１の区画域Ｓ１に移送された移送物は、ベーン２０の回転作用により、第２の区画域Ｓ２に向け移送されるが、第１の区画域Ｓ１における内部空間２１の内壁面２１Ａとロータ本体１１の外周面との間隔は一定とされているから、この移送も円滑になされる。第２の区画域Ｓ２においては、内部空間２１の内壁面２１Ｂとロータ本体１１の外周面との間隔は漸次狭くなるから、第２の区画域Ｓ２に達した移送物は、内壁面２１Ｂには流出口３０が形成されているから、逐次この流出口３０より継手部３１を経て流出される。第３の区画域Ｓ３では、内部空間２１の内壁面２１Ｃとロータ本体１１の外周面とは、わずかな隙間が確保されているだけであるから、第２の区画域Ｓ２に達した移送物は、第３の区画域Ｓ３に至ることなく流出口３０よりケーシング１４の外に流出される。
【００５２】
第３の区画域Ｓ３における内部空間２１の内壁面２１Ｃには、脱気口３３が設けられており、その継手部３４に図示しない吸引手段を接続しておけば、内部空間２１内が真空引きされ、移送物が脱気される。したがって、空気混在の移送物の移送が容易に成され、脱気によって移送物の締り状態が一定となり、定量性が向上する。また、移送物が、たとえばハムやソーセージなどのような粘性食品原料である場合は、脱気されることによって細菌の繁殖を防ぐことができ、この原料を使った食品の腐敗防止に役立つ。脱気口３３は、第３の区画域Ｓ３における狭い間隙に開口されるから、脱気口３３に移送物が吸引されることがない。第４の区画域Ｓ４には、ホッパー４８から移送物が供給されており、ロータ８の継続的な回転により、上記作用が繰返され、移送物は流出口３０より逐次流出されてゆく。
【００５３】
各ベーン２０は、たとえば食品用エンジニアリングプラスチックとも呼ばれる合成樹脂からなり、ベーン溝１２に対して摺動自在に嵌着されている。またケーシング１４における内部空間２１の内壁面２１Ａ〜２１Ｄは、ステンレス鋼からなる。
【００５４】
掻取部材３６は、平面形状が長円形状の取付基部３７をシャフト２７の嵌合穴３５に嵌合保持させることによって、ロータ８の回転に伴い回転軸線６のまわりに回転する。この回転によって、掻取片３９がホッパー４８の内面に近接した状態で回転し、掻取片３９の回転によってホッパー４８内の移送物がホッパー４８の内面に付着するのを防止し、ホッパー４８の下部でのブリッジの発生を抑え、流入口４６への移送物の円滑な流入が達成される。
【００５５】
また、掻取片３９は、その回転によってホッパー４８内の移送物の攪拌機能も奏し、したがって、ホッパー４８内に異なる種類の移送物を投入し、掻取部材３６によって攪拌混合しながら、前記ポンプ移送するような仕様とすることもできる。取付基部３７を図示のような長円形状とすることにより、シャフト２７からの回転トルクの伝達が効果的になされる。掻取部材３６の各構成部材はステンレス鋼によって形成されるが、取付基部３７とロッド部３８との固着一体化は溶接によって成される。この場合、取付基部３７とロッド部３８とを螺着結合した上で溶接一体とすること等も可能である。
【００５６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、掻取部材３６の変形例を示す。図７（ａ）の掻取部材３６は、取付基部３７と、曲成されたロッド部３８のみからり、ロッド部３８の先側部分がホッパー４８の内面に近接して掻取片として機能する。図７（ｂ）の掻取部材３６は、取付基部３７と、二股状のロッド部３８と、このロッド部３８の各先端に固着された掻取片３９とからなる。ロッド部３８は、二股状に限定されるものではなく、たとえば三股状、四股状に形成してもよい。図７（ｃ）の掻取部材３６は、取付基部３７と、垂直な支柱状ロッド部３８と、このロッド部３８に固着されたスクリュー羽根状の掻取片３９からなる。図７（ｂ）および図７（ｃ）の例は掻取機能に加えて攪拌機能もより効果的に発現される。図７（ｄ）の掻取部材３６は、ロッド部３８がホッパー４８の内面のコーン形状に沿って曲成されたスパイラル形状とされている。これらは、処理対象の移送物の性状に応じて適宜選択採用される。
【００５７】
図８は、掻取部材３６のさらに別の変形例を示し、上記と同様の取付基部３７にロッド部３８が固着され、このロッド部３８の先端には掻取片３９が、ロッド部３８の軸心まわりに回転可能に支持されている。掻取片３９は、羽根車部３９Ａとローラ部３９Ｂとが一体とされてなり、取付基部３７がシャフト２７と共に回転すると、ローラ部３９Ｂは、ホッパー４８の内面に摺接し、この摺接によってホッパー４８の内面を転動する。ローラ部３９Ｂの転動によって、羽根車部３９Ａがロッド部３８の軸心まわりに自転しながらホッパー４８の内面に近接して回転する。この自転を伴う回転によって、移送物の掻取機能がより効果的になされる。
【００５８】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、カバー体２の別の実施形態を示すものであり、図９（ａ）は図１と同様の切断面線から見た断面図、図９（ｂ）は図４と同様の切断面線から見た断面図である。前記実施形態におけるカバー体２の場合、補助ローラ２７を覆う短円筒部４３が隆起状に形成されているため、その周囲と接続円筒４７との間が凹部となり、移送物がその性状によってはこの凹部に滞る懸念があった。本実施形態では、接続円筒４７に代え、短円筒部４３の上面からホッパー４８との接続端面に至るテーパ状の漏斗状部５５を流体流入部４６に対応する部位を除き形成している。このような形状とすることにより、上記移送物の滞りの懸念が払拭される。その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付しその説明を省略する。
【００５９】
図１０は移送物供給部が流体投入シュート５６からなることを示している。この投入シュートは直管部分５６Ａと、その上端に連なる円錐状部５６Ｂとからなり、掻取部材３６の掻取片３９は、この直管部分５６Ａの内面に近接して回転するよう構成される。このような構成により、上記と同様に直管部分５６Ａの内面に対する移送物の付着が防止され、ブリッジの発生もなく、スムースな移送物の内部空間２１への流入が成される。カバー体２は、前記図１〜図６に示す実施形態と同様のものとして示しているが、図８に示すカバー体２をこれに充当することはもとより可能である。また、流体投入シュート５６の形状は図示のものに限定されず、たとえば、直管を処理システムのレイアウト構成に応じて適宜曲成し、カバー体２の接続円筒４７の上端部に至らせ、接続円筒４７に接続するよう構成してもよい。その他の構成は図１と同様であるので、共通部分に同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
なお、ケーシング１４およびカバー体２の平面形状は、正方形に限らず、矩形或いは円形であってもよい。また、シャフト２７の嵌合穴３５および掻取部材３６の取付基部３７の平面形状を長円形状としているが、長方形、楕円形或いは円形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一形態である竪型ベーンポンプ１の構成を示す断面図である。
【図２】図１の竪型ベーンポンプ１においてカバー体２を取外して上から見た平面図である。
【図３】同竪型ベーンポンプ１におけるカバー体２の平面図である。
【図４】同竪型ベーンポンプ１の主要部を分解した状態の側方から見た断面図である。
【図５】同竪型ベーンポンプ１におけるロータ８、ケーシング１４およびベーン２０の関係を示す分解斜視図である。
【図６】同竪型ベーンポンプ１におけるシャフト２７、掻取部材３６およびカバー体２の関係を示す分解斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は掻取部材３６の種々の変形例を示す概念図である。
【図８】掻取部材３６の更に別の変形例を示す斜視図である。
【図９】カバー体の別の実施形態を示し、図９（ａ）は正面断面図、図９（ｂ）は側面断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である竪型ベーンポンプ１の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 竪型ベーンポンプ
２ カバー体
６ 回転軸線
８ ロータ
１４ ケーシング
２０ ベーン
２１ ベーンの内部空間
２７ シャフト
３０，４６ 流出口
３３ 脱気口
３５ 嵌合穴
３６ 掻取部材
３７ 取付基部
３９ 掻取片
４４ 透孔
４５ 内周縁部
４８ 移送物供給部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直な回転軸線まわりに回転するロータと、
前記ロータの上部に、前記回転軸線に直交し、かつ前記直交方向に摺動可能に支持された複数のベーンと、
前記ロータおよびロータが回転可能に収容される内部空間を有し、側部に流動状の移送物を排出するための流出口が形成されるケーシングと、
前記ケーシングの上部を覆い、前記内部空間に連通する流入口を有するカバー体と、
前記カバー体の上部に設置され、下部が前記流入口に移動物を供給する移送物供給部とを含む竪型ベーンポンプにおいて、
前記ロータの上端部にはシャフトを介して掻取部材が設けられ、
前記掻取部材は、前記カバー体から突出して前記移送物供給部の内面に臨み、前記ロータおよび前記シャフトの回転に連動し、前記移送物供給部の内面に近接して回転駆動されていることを特徴とする竪型ベーンポンプ。
【請求項２】
前記掻取部材は、前記シャフトに形成された嵌合穴に嵌合して支持される取付基部と、前記取付基部に固設された掻取片とを含み、
前記取付基部は、前記カバー体に形成された透孔の内周縁部によって前記嵌合穴から抜出しが阻止された状態で嵌合して保持され、
前記掻取片は、前記透孔内から延びて前記移送物供給部の内面に臨むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項３】
前記嵌合穴がシャフトの径方向に沿った長穴形状であって、前記取付基部が前記長穴形状に略合致する形状であることを特徴とする請求項２記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項４】
前記前記ケーシングの側部には、前記内部空間に通じる脱気口が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項５】
前記カバー体が、前記ケーシングに対して着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項６】
前記移送物供給部が、前記カバー体の上部に着脱自在に設置されたコーン形ホッパーからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項１】
鉛直な回転軸線まわりに回転するロータと、
前記ロータの上部に、前記回転軸線に直交し、かつ前記直交方向に摺動可能に支持された複数のベーンと、
前記ロータおよびロータが回転可能に収容される内部空間を有し、側部に流動状の移送物を排出するための流出口が形成されるケーシングと、
前記ケーシングの上部を覆い、前記内部空間に連通する流入口を有するカバー体と、
前記カバー体の上部に設置され、下部が前記流入口に移動物を供給する移送物供給部とを含む竪型ベーンポンプにおいて、
前記ロータの上端部にはシャフトを介して掻取部材が設けられ、
前記掻取部材は、前記カバー体から突出して前記移送物供給部の内面に臨み、前記ロータおよび前記シャフトの回転に連動し、前記移送物供給部の内面に近接して回転駆動されていることを特徴とする竪型ベーンポンプ。
【請求項２】
前記掻取部材は、前記シャフトに形成された嵌合穴に嵌合して支持される取付基部と、前記取付基部に固設された掻取片とを含み、
前記取付基部は、前記カバー体に形成された透孔の内周縁部によって前記嵌合穴から抜出しが阻止された状態で嵌合して保持され、
前記掻取片は、前記透孔内から延びて前記移送物供給部の内面に臨むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項３】
前記嵌合穴がシャフトの径方向に沿った長穴形状であって、前記取付基部が前記長穴形状に略合致する形状であることを特徴とする請求項２記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項４】
前記前記ケーシングの側部には、前記内部空間に通じる脱気口が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項５】
前記カバー体が、前記ケーシングに対して着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の竪型ベーンポンプ。
【請求項６】
前記移送物供給部が、前記カバー体の上部に着脱自在に設置されたコーン形ホッパーからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の竪型ベーンポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１０１２９７（Ｐ２０１０−１０１２９７Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６１７２（Ｐ２００８−２７６１７２）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００１６７９６７）江口産業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００１６７９６７）江口産業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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