立軸ポンプ
【課題】ポンプ効率を低下させることなく据付床からの高さを低く抑えつつ、動力伝達装置の振動および騒音を低減でき、かつ、組み立てやメンテナンスを容易とする。
【解決手段】据付床２に固定され、下端側に揚水管１１が連結され、上端側に吐出エルボ１５が連結され、外周部に挿通溝２８を形成した直管状の吊下管２６と、吊下管２６内に配置される内ケース４３と、内ケース４３の上端開口を閉塞するケースカバー４５と、内ケース４３に一端が連結されるとともに他端が挿通溝２８を通して外部に配置される中間ケース４７と、中間ケース４７の他端に連結される外ケース４８とを有し、吊下管２６に対して上方から着脱可能としたケーシング４２と、主軸１７に分離可能に連結される出力部材５１と、原動機６０に連結される入力軸５７と、入力軸５７に入力された回転を出力部材５１に伝達する伝達機構を有する動力伝達装置（減速装置５０）と、を備える。
【解決手段】据付床２に固定され、下端側に揚水管１１が連結され、上端側に吐出エルボ１５が連結され、外周部に挿通溝２８を形成した直管状の吊下管２６と、吊下管２６内に配置される内ケース４３と、内ケース４３の上端開口を閉塞するケースカバー４５と、内ケース４３に一端が連結されるとともに他端が挿通溝２８を通して外部に配置される中間ケース４７と、中間ケース４７の他端に連結される外ケース４８とを有し、吊下管２６に対して上方から着脱可能としたケーシング４２と、主軸１７に分離可能に連結される出力部材５１と、原動機６０に連結される入力軸５７と、入力軸５７に入力された回転を出力部材５１に伝達する伝達機構を有する動力伝達装置（減速装置５０）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、立軸ポンプの高さを低減するために種々の試みが提案されている。例えば、特許文献１には、吐出エルボの上側外面に動力伝達装置として減速装置を一体的に配設した立軸ポンプが開示されている。また、特許文献２には、吐出エルボ内に減速装置の一部を内蔵した立軸ポンプが開示されている。さらに、特許文献３には、揚水管の下部に位置する中間ケーシング内に減速機構を内蔵した立軸ポンプが開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１，２に記載の立軸ポンプでは、いずれも減速装置が吐出エルボに配設されているので、立軸ポンプが固定された据付床から上方にある程度の離れた位置に減速装置が位置する。そのため、立軸ポンプの作動時に減速装置から発生する振動や騒音が大きくなる傾向がある。
【０００４】
また、特許文献２に記載の立軸ポンプでは、水流が鉛直方向から水平方向に方向転換される吐出エルボ内に減速装置が存在するので、吐出エルボ内での流体抵抗が増す。その結果、吐出エルボ内における圧力損失が増してポンプ効率の低下を招く。
【０００５】
さらに、特許文献３に記載の立軸ポンプでは、通常は水槽内の水中に位置している中間ケーシング内に減速装置が配設されているため、メンテナンスが不便である。具体的には、故障診断等のために立軸ポンプ全体を水槽から引き上げる必要がある。
【０００６】
特許文献４には、これらの問題を解消するための立軸ポンプが開示されている。この立軸ポンプは、揚水管と吐出エルボとの間に、据付床に固定される直管状の吊下管を介設している。この吊下管内には、減速装置のケーシングを構成する内ケースが内蔵されている。この内ケースには、中間ケースの一端が連結され、この中間ケースの他端が吊下管を貫通して外側に配置されている。この中間ケースには、吊下管の外側に配置する外ケースが連結されている。このケーシング内に配設する減速装置は、主軸に連結される出力軸と、原動機に連結される入力軸と、この入力軸に入力された回転を出力軸に伝達する伝達機構とを有する。
【０００７】
この特許文献４の立軸ポンプは、特許文献１乃至特許文献３の問題を解消でき、使用上の問題はない。しかし、組立時や定期的なメンテナンス時の作業性について、改良が望まれている。即ち、この立軸ポンプをメンテナンスする際には、排水機場で複数の歯車等からなる伝達機構を分解する必要がある。逆に、組み立てる際には、排水機場で伝達機構を組み立てる必要がある。そのため、組立時やメンテナンス時の作業性が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３３０６７４９号明細書
【特許文献２】特許第３６２３１３５号明細書
【特許文献３】特開２００１−７３９８２号公報
【特許文献４】特開２００９−０２４５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ポンプ効率を低下させることなく据付床からの高さを低く抑えつつ、動力伝達装置の振動および騒音を低減でき、かつ、組み立てやメンテナンスが容易な立軸ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の立軸ポンプは、鉛直上向きに延び下端側に吸込口を有する揚水管と、この揚水管の上端側に連結された吐出エルボと、前記揚水管内で鉛直方向に延び下端側に羽根車が固定された主軸とを備えた立軸ポンプにおいて、据付床に固定され、下端側に前記揚水管の上端側が連結されるとともに上端側に前記吐出エルボが連結され、かつ、外周部に上端から軸方向に沿って下向きに延びる挿通溝を形成した直管状の吊下管と、前記吊下管内に配置される上端開口の内ケースと、この内ケースの上端開口を閉塞するケースカバーと、前記内ケースに一端が連結されるとともに他端が前記挿通溝を通して前記吊下管の外部に配置される中間ケースと、この中間ケースの他端に連結され前記吊下管の外側に配置される外ケースとを有し、前記吐出エルボを分離した状態の前記吊下管に対して上方から着脱可能としたケーシングと、前記内ケース内に配置され前記主軸に分離可能に連結される出力部材と、前記外ケース内に一端が配置され他端が前記ケーシングの外部に位置して原動機側に連結される入力軸と、前記ケーシング内に配置され前記入力軸に入力された回転を前記出力部材に伝達する伝達機構を有する動力伝達装置と、を備える構成としている。
【００１１】
この立軸ポンプは、動力伝達装置を配設するケーシングの内ケースが吊下管内に内蔵され、中間ケースが吊下管の挿通溝を貫通し、外ケースが吊下管の外部に配置されている。そのため、据付床からの立軸ポンプの高さを低く抑えることができる。また、据付床に固定された吊下管に動力伝達装置のケーシングが配置されているため、動力伝達装置が据付床に近い位置にある。そのため、立軸ポンプの作動時に動力伝達装置から発生する振動や騒音を低減できる。さらに、動力伝達装置のケーシングの内ケースが直管状の吊下管内に内蔵されているため、作動時に動力伝達装置から発生する騒音を更に低減できる。しかも、吐出エルボ内には流体抵抗を増加させる障害物が存在しないため、吐出エルボ内での圧力損失を低減できる。よって、ポンプ効率を高めることができる。
【００１２】
また、この立軸ポンプは、吊下管に中間ケースの挿通溝を設け、吐出エルボを分離した状態の吊下管に対してケーシングを上方から着脱可能としている。そのため、メンテナンス時には、吐出エルボを分離した状態で内ケースからケースカバーを分離し、主軸と出力部材の連結を解除することにより、ケーシングを吊下管から分離することができる。また、組立時には、工場等で動力伝達装置をケーシング内に組み付けた状態で、排水機場では内ケースが吊下管内に位置するように上方から配置し、出力部材と主軸とを連結するだけで良い。このように、排水機場では伝達機構を分解することなく、動力伝達装置を着脱可能としているため、組立時やメンテナンス時の作業性を大幅に向上できる。
【００１３】
この立軸ポンプでは、前記吊下管の上端に、前記据付床に固定するための据付部を設け、この据付部に、前記挿通溝に連通して前記ケーシングを挿通配置する配置孔部を設けることが好ましい。このようにすれば、据付床に対してケーシングを上下に貫通させた状態で配置できるため、据付床からの立軸ポンプの高さを更に低く抑えることができる。
この場合、前記据付部は、前記吊下管とは別体のベースプレートからなることが好ましい。このようにすれば、部品点数は増加するが、吊下管の構造を簡素化できるため、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
また、前記入力軸と前記原動機の出力軸とをカップリングにより分離可能に連結することが好ましい。このようにすれば、動力伝達装置から原動機を分離できるため、動力伝達装置の着脱時の作業性を更に向上できる。
【００１５】
さらに、前記吊下管の内部に、前記ケーシングの内ケースを上部に配設する内ケース配置部を設けることが好ましい。このようにすれば、ケーシングの内ケースの安定性を向上できるうえ、液密性を向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の立軸ポンプでは、動力伝達装置を配設するケーシングは、内ケースが据付床に固定された吊下管に内蔵され、中間ケースが吊下管の挿通溝を貫通し、外ケースが吊下管の外部に配置されている。そのため、据付床からの立軸ポンプの高さを低く抑えることができる。また、立軸ポンプの作動時に動力伝達装置から発生する振動や騒音を低減できる。さらに、吐出エルボ内での圧力損失を低減できるため、ポンプ効率を高めることができる。
【００１７】
また、この立軸ポンプは、吊下管に中間ケースの挿通溝を設け、吐出エルボを分離した状態の吊下管に対してケーシングを上方から着脱可能としている。そのため、排水機場では、伝達機構を一体的に組み付けた状態で動力伝達装置を着脱できるため、組立時やメンテナンス時の作業性を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図２】図１の要部分解断面図である。
【図３】ベースプレートおよび吊下管の平面図である。
【図４】ベースプレートに動力伝達装置を配設したケーシングを取り付けた状態を示す断面図である。
【図５Ａ】立軸ポンプの第１分解状態を示す断面図である。
【図５Ｂ】立軸ポンプの第２分解状態を示す断面図である。
【図５Ｃ】立軸ポンプの第３分解状態を示す断面図である。
【図６】第２実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図７】図６の要部分解断面図である。
【図８】図６の要部断面図である。
【図９】第３実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図１０】図９の要部分解断面図である。
【図１１】図９の要部断面図である。
【図１２】第４実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図１３】図１２の要部分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１乃至図５は、本発明に係る第１実施形態の立軸ポンプを示す。この立軸ポンプは、水槽１の上方に設けられた据付床２に固定され、水槽１に溜められた揚水を下流側の吐出水槽等へ排水するものである。本実施形態の立軸ポンプは、動力伝達装置である減速装置５０を配設するケーシング４２をポンプケーシング１０に対して着脱可能とし、組立時やメンテナンス時の作業性を向上するものである。
【００２１】
図１に示すように、ポンプケーシング１０は、鉛直方向に延びる直管状の揚水管１１を備えている。この揚水管１１は、下端にベーンケーシング１２が連結され、このベーンケーシング１２の下端にベルマウス１３が連結されている。このベルマウス１３の下端は、揚水の吸込口１４を構成する。ポンプケーシング１０は、後述する吊下管２６を介して揚水管１１の上端側に連結される吐出エルボ１５を更に備えている。この吐出エルボ１５は、上端の吐出口１６に向かって鉛直方向から水平方向に湾曲している。吐出口１６は、吐出水槽側への配管（図示せず）に連結されている。
【００２２】
ポンプケーシング１０内には、鉛直方向に延びるように主軸１７が配設されている。この主軸１７は、カットレス軸受、セラミック軸受等のすべり軸受である第１軸受１８Ａ，１８Ｂによって回転自在に支持されている。ベーンケーシング１２内に位置する下端側の第１軸受１８Ａは、ベーンケーシング１２に連結された上下両端開口のフレーム１９内のホルダ２０Ａに取り付けられている。一方、主軸１７の上端側の第１軸受１８Ｂは、揚水管１１に固定されたホルダ２０Ｂに取り付けられている。
【００２３】
主軸１７の下端には、揚水を汲み上げるための羽根車２１が固定されている。一方、主軸１７の上端には、カップリング２２を介して連結軸２３が連結されている。この連結軸２３は、カップリング２２と後述する軸封装置３１によって回転自在に支持されている。連結軸２３の上端には、後述する減速装置５０の出力部材５１に連結する連結部２５が設けられている。なお、主軸１７と連結軸２３とは、一体に設けてもよい。
【００２４】
揚水管１１と吐出エルボ１５との間には、直管状をなす両端開口の吊下管２６が介設されている。この吊下管２６は、下端側に揚水管１１を連結して据付床２に固定することにより、揚水管１１を据付床２に対して水槽１の底部へ向けて鉛直方向に設置するものである。本実施形態の吊下管２６には、据付床２に固定するための別体のベースプレート３２が上端に連結されている。
【００２５】
図１および図２に示すように、吊下管２６は、上端にベースプレート３２を連結するフランジ２７ａを備え、下端側に揚水管１１を吊り下げて連結するためのフランジ２７ｂを備えている。これらフランジ２７ａ，２７ｂには、ベースプレート３２および揚水管１１を連結するためのボルト孔（図示せず）が設けられている。また、吊下管２６の外周部には、上端から軸方向に沿って下向きに延びる挿通溝２８が設けられている。この挿通溝２８は、外側から見て矩形状をなすように設けられている。
【００２６】
吊下管２６の内部下端には、上部に減速装置５０のケーシング４２の内ケース４３が配置される内ケース配置部２９が一体的に設けられている。この内ケース配置部２９は略半球形状をなし、吊下管２６の軸線に一致するようにガイドーベーンを介して一体的に設けられている。この形状および配置により、吊下管２６内の流路抵抗の増加は最小限に抑制されている。また、内ケース配置部２９は中空状をなし、その内部空間を潤滑油を循環させる循環室３０としている。なお、内ケース配置部２９には、上下に連結軸２３を貫通させる開口部を有し、その上側開口部に軸封装置３１が配設されている。
【００２７】
ベースプレート３２は、吊下管２６の上端を据付床２に固定するための据付部である。このベースプレート３２は、図３に示すように、据付床２に形成した鍵穴形状の貫通孔２ａを塞ぐように、この貫通孔２ａより大きい鍵穴形状に形成されている。ベースプレート３２には、外周部に貫通孔２ａの縁付近で据付床２に固定するためのボルト孔３３が設けられている。また、ベースプレート３２には、吐出エルボ１５内および吊下管２６内に連通して、排水流路の一部を構成する円形状の排水孔部３４が設けられている。この排水孔部３４の外周部には、吐出エルボ１５および吊下管２６を固定するためのボルト孔３５が設けられている。さらに、ベースプレート３２には、排水孔部３４に連通するとともに組立状態で吊下管２６の挿通溝２８に連通する配置孔部３６が設けられている。この配置孔部３６は、ケーシング４２を挿通配置するもので、矩形状をなす外ケース配置部３７と中間ケース配置部３８とを有する。
【００２８】
本実施形態のベースプレート３２には、外ケース配置部３７と中間ケース配置部３８との境界部分の角部に、段状をなすように窪ませた嵌合凹部３９，３９が設けられている。この嵌合凹部３９は、補助プレート４０を嵌合させて装着するものである。この補助プレート４０は、一対の嵌合凹部３９，３９に嵌合する嵌合部４１を突設した略Ｔ字形状ものである。図１および図２に示すように、補助プレート４０は吐出エルボ１５に連結され、組立状態で吐出エルボ１５とケーシング４２の中間ケース４７との間の隙間を液密状態で封鎖する。
【００２９】
ポンプケーシング１０には減速装置５０が着脱可能に配設され、組立状態では減速装置５０の一部が内蔵される。減速装置５０のケーシング４２は、吊下管２６内に配置される内ケース４３と、内ケース４３の上端開口を閉塞するケースカバー４５と、挿通溝２８を通して吊下管２６の内外にかけて延びる中間ケース４７と、吊下管２６の外側に配置される外ケース４８とを備えている。
【００３０】
内ケース４３は、鉛直方向に延びる円筒状のものである。この内ケース４３は、吊下管２６の内ケース配置部２９上に配置されることにより、吊下管２６の軸線と一致する。内ケース４３の下端には、減速装置５０の出力部材５１を配設する出力部材配設部４４が連結軸２３の軸線に一致するように設けられている。なお、内ケース４３は、出力部材配設部４４に出力部材５１を配設することにより、下端側が液密状態で仕切られる。また、内ケース４３の外周部には、中間ケース４７が連結される連通孔が設けられている。
【００３１】
ケースカバー４５は、ボルト止め等の周知の連結構造によって、内ケース４３の上端開口に液密状態で連結されるものである。このケースカバー４５には、自動調圧装置８０を装着するための装着孔４６が設けられている。なお、組立状態では吐出エルボ１５の下端から僅かに突出しているが、この部分では吐出エルボ１５は鉛直方向に延びる直管状である。
【００３２】
中間ケース４７は、内ケース４３の連通孔の外周部に一端が液密状態に連結され、他端が挿通溝２８を通して吊下管２６の外部に配置される四角筒状のものである。この中間ケース４７の上面は、組立状態で吊下管２６のフランジ２７ａの上面と面一に一致する。そして、中間ケース４７は、挿通溝２８との間および補助プレート４０との間が、周知のシール手段によって液密状態にシールされる。
【００３３】
外ケース４８は、水平断面形状がベースプレート３２の外ケース配置部３７より小形の直方体の中空箱体からなる。この外ケース４８は中間ケース４７の他端に連結され、その内部が中間ケース４７および内ケース４３と連通するとともに、大気およびポンプケーシング１０内の流水に対して密封されている。外ケース４８には、中間ケース４７よりベースプレート３２の肉厚分高い位置に、ベースプレート３２上に載置して連結するための固定フランジ４９が突設されている。この固定フランジ４９は、図４に示すように、補助プレート４０の上方に切欠部４９ａが設けられている。即ち、固定フランジ４９は、補助プレート４０の上方を除くように設けられている。これにより、補助プレート４０を連結した吐出エルボ１５を上向きに分離することができる。
【００３４】
これらのケース４３，４７，４８を一体的に連結したケーシング４２は、ベースプレート３２の上方から孔部３４，３６を通して配置することにより、吊下管２６に対して上方から装着することができる。そして、補助プレート４０を連結した吐出エルボ１５を上方に配置してボルト止めすることにより、液密状態の排水流路を形成することができる。
【００３５】
ケーシング４２に配設される減速装置５０は、内ケース４３内に配置される出力部材５１を備えている。この出力部材５１は、連結軸２３を介して主軸１７に連結されるもので、中空シャフト５２の上端にカサ歯車５３が一体的に設けられている。中空シャフト５２は、出力部材配設部４４内に配置され、その外周部にはボール軸受５４とメカニカルシール５５が更に配設されている。この出力部材５１には、中空シャフト５２を通してカサ歯車５３から連結軸２３の連結部２５が貫通され、ナット５６の締め付けにより連結軸２３に連結される。
【００３６】
また、減速装置５０は、一端が外ケース４８の内部に配置され、他端が外ケース４８の外部に配置される第１入力軸５７を備えている。この第１入力軸５７は、外ケース４８の上端壁を貫通して主軸１７と平行に延びるように、ボール軸受５８によって回転自在に支持されている。外ケース４８において、第１入力軸５７が貫通する部分には軸封装置５９が配設されている。
【００３７】
第１入力軸５７に回転駆動力を入力する原動機６０は、外ケース４８上に配設されている。この原動機６０の出力軸６１は、カップリング６２によって第１入力軸５７と分離可能に連結されている。
【００３８】
さらに、減速装置５０は、原動機６０から第１入力軸５７に入力された回転を減速して出力部材５１に伝達する伝達機構を備えている。この伝達機構は、内ケース４３内に位置し、出力部材５１のカサ歯車５３に噛み合うカサ歯車６３を有する。このカサ歯車６３には、出力部材５１の軸線に対して直角方向に延びる中間軸６４が連結されている。この中間軸６４は、ボール軸受６５によって回転自在に支持されている。中間軸６４の他端は、外ケース４８内に位置するように水平方向に延び、その他端側に大径カサ歯車６６が配設されている。また、伝達機構は、大径カサ歯車６６に噛み合う小径カサ歯車６７を有する。この小径カサ歯車６７には、中間軸６４の軸線に対して直交方向に延びる第２入力軸６８が連結されている。この第２入力軸６８は、第１入力軸５７と同一軸線となるように鉛直方向に延び、ボール軸受６９によって回転自在に支持されている。本実施形態では、第１および第２入力軸５７，６８は、クラッチ機構７０によって連結状態および非連結状態に切換可能となっている。この伝達機構では、第１入力軸５７に入力された原動機６０の回転は、第２入力軸６８、小径カサ歯車６７、大径カサ歯車６６、中間軸６４およびカサ歯車６３を経て、カサ歯車５３を有する出力部材５１に伝達される。この間に回転速度が減速され、かつ回転軸の向きが垂直方向から水平方向に変換された後、更に垂直方向に変換される。
【００３９】
なお、ケーシング４２には、外ケース４８の外壁から中間ケース４７を経由して、先端が内ケース４３内に至るアクセス管７１が配管されている。このアクセス管７１は、カサ歯車５３，６３の噛み合いの状態等を検査するために、内視鏡などの視認装置を挿通させるものである。
【００４０】
本実施形態の立軸ポンプは、ポンプケーシング１０内に揚水がない状態での空中での運転（ドライ運転）や、揚水が海水である場合でも運転を可能とする潤滑油循環機構を備えている。
【００４１】
潤滑油循環機構は、主軸１７および連結軸２３を間隔をあけて取り囲む保護管７２Ａ，７２Ｂを備えている。下側の保護管７２Ａは、下端側がベーンケーシング１２のフレーム１９の上端に液密状態で取り付けられ、上端がホルダ２０Ｂの下端に液密状態で取り付けられている。また、上側の保護管７２Ｂは、下端側がホルダ２０Ｂの上端に液密状態で取り付けられ、上端が吊下管２６の内ケース配置部２９の下端に液密状態で取り付けられている。これにより、保護管７２Ａ，７２Ｂの内部は、内ケース配置部２９内の循環室３０と連通している。一方、保護管７２Ａの下端側はホルダ２０Ａの下端に液密状態で取り付けられている。
【００４２】
保護管７２Ａ，７２Ｂの内部と吊下管２６の循環室３０とにより第１潤滑油室７４が形成されている。また、減速装置５０のケーシング４２の内部空間により第２潤滑油室７５が形成されている。第１潤滑油室７４には生分解性の潤滑油（第１潤滑油）が充填されている。生分解性潤滑油としては、例えば合成エステル系生分解油、ポリエステル系植物系生分解油がある。第２潤滑油室７５には生分解性でない通常の潤滑油（第２潤滑油）が充填されている。通常の潤滑油としては、例えばタービン油がある。なお、図中８７は、外ケース４８の内部を監視するための監視窓である。
【００４３】
第１潤滑油室７４は、上端の循環室３０と下端のホルダ２０Ａにかけて潤滑油管７６が接続されている。この潤滑油管７６には、据付床２より上方に位置する部分に、開閉用のバルブ７７とオイルフィルタ７８が介設されている。潤滑油管７６にも第１潤滑油と同じ生分解性潤滑油が充填されている。
【００４４】
連結軸２３には、吊下管２６の接続部付近に位置するように羽根７９が設けられている。なお、この羽根７９は主軸１７に設けてもよい。立軸ポンプの運転時には、主軸１７および連結軸２３の回転により羽根７９が回転する。この羽根７９の回転により、第１潤滑油室７４内を第１潤滑油が循環する。具体的には、羽根７９の回転により、潤滑油管７６の第１潤滑油が上端側から下端側へ流れ、第１軸受１８Ａよりも下方で第１潤滑油室７４内に流入し、さらに第１潤滑油室７４を上昇して潤滑油管７６の上端側に戻る潤滑油流れが発生する。
【００４５】
また、本実施形態では、第２潤滑油室７５内の圧力を自動調節するために、ケーシング４２のケースカバー４５の装着孔４６に自動調圧装置８０が配設されている。この自動調圧装置８０は、両端開口の圧力導入管と一端が開口して他端が閉鎖したベローズ（可変部材）とを備える。ベローズは、閉鎖端に第２潤滑油室７５内の潤滑油の圧力と流路の静圧の差圧が作用し、それに応じて伸縮することで、第２潤滑油室７５内の潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合った状態で維持する。これにより第２潤滑油室７５から揚水の流路への潤滑油の漏洩と、揚水の流路から第２潤滑油室７５への水分の侵入を防止できる。なお、この自動調圧装置８０は、内ケース配置部２９の循環室３０内にも配設されている。
【００４６】
以上の構成を備える本実施形態の立軸ポンプには以下の特徴がある。
【００４７】
減速装置５０のケーシング４２は、内ケース４３が吊下管２６内に内蔵され、中間ケース４７が吊下管２６を貫通し、外ケース４８が吊下管２６の外部に配置されている。そのため、減速装置５０のケーシング４２の最上部を吐出エルボ１５の最上部以下の高さに設定でき、据付床２からの立軸ポンプの高さを低く抑えることができる。しかも、本実施形態では、吊下管２６に配設するケーシング４２は、据付床２を貫通させた状態で配置できるため、立軸ポンプの高さを更に低く抑えることができる。
【００４８】
また、減速装置５０のケーシング４２は、据付床２に固定された吊下管２６に配置されており、吐出エルボ１５に配置する場合と比較すると、減速装置５０が据付床２に近接して配置されている。そのため、立軸ポンプの作動時に減速装置５０から発生する振動や騒音を低減できる。また、減速装置５０のケーシング４２の内ケース４３は吊下管２６内に内蔵され、揚水される水の流れの中に配置されているため、この点でも作動時に減速装置５０から発生する騒音が低減される。
【００４９】
さらに、減速装置５０のケーシング４２の内ケース４３は、揚水される水の流れの向きが鉛直方向から水平方向に曲げられる吐出エルボ１５内ではなく、直管状の吊下管２６内に配置されている。そのため、吐出エルボ１５内に流体抵抗を増加させる突起等の障害物が存在せず、吐出エルボ１５内における圧力損失を低減しないので、その分ポンプ効率を高めることができる。
【００５０】
さらにまた、軸受１８Ａ，１８Ｂは、潤滑油管７６と羽根７９により第１潤滑油が循環される第１潤滑油室７４内に配置されている。そのため、軸受１８Ａ，１８Ｂの許容荷重が増大するとともに信頼性が高まり、ドライ運転や揚水が海水である場合にも適用できる。また、第１潤滑油室７４と潤滑油管７６には生分解性潤滑油を充填しているので、潤滑油管７６や第１潤滑油室７４から水槽１や流路への潤滑油の漏洩が発生した場合にも生分解性潤滑油は速やかに流路の揚水中に分解し、潤滑油の漏洩に起因する環境への影響を最小限に低減できる。
【００５１】
そして、本実施形態の立軸ポンプは、吊下管２６に中間ケース４７の挿通溝２８を設け、吐出エルボ１５を吊下管２６から分離した状態で、ケーシング４２を吊下管２６に対して上方から着脱可能としている。そのため、メンテナンス時には、図５Ａに示すように、原動機６０をケーシング４２から分離するとともに、吐出エルボ１５を分離する。ついで、図５Ｂに示すように、内ケース４３からケースカバー４５を分離して、主軸１７と出力部材５１の連結を解除する。これにより、図５Ｃに示すように、減速装置５０を内蔵したケーシング４２を吊下管２６から分離することができる。逆に、組立時には、工場等で減速装置５０をケーシング４２内に組み付けた状態で、排水機場では内ケース４３が吊下管２６内に位置するように上方から配置し、出力部材５１と主軸１７とを連結するだけで良い。このように、排水機場では伝達機構を分解することなく、減速装置５０を着脱可能としているため、組立時やメンテナンス時の作業性を大幅に向上できる。
【００５２】
また、吊下管２６は、別体のベースプレート３２によって据付床２に固定されるため、部品点数は増加するが、吊下管２６およびベースプレート３２の構造は簡素化できる。よって、コストダウンを図ることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６乃至図８は第２実施形態の立軸ポンプを示す。この第２実施形態では、伝達機構の構成を変更するとともに、潤滑油循環機構を設けない構成とした点で、第１実施形態と相違する。具体的には、第２実施形態の吊下管２６は、内ケース配置部２９の下端開口部に連結軸２３との間を液密状態で封鎖する軸封装置８１を配設している。また、この吊下管２６の内ケース配置部２９には、潤滑油管７６を接続しない構成としている。
【００５４】
また、第２実施形態の伝達機構は、クラッチ機構７０を設けることなく１本の第１入力軸５７で構成されている。さらに、中間軸６４には、大径カサ歯車６６の代わりにフェースギア８２を配設し、第１入力軸５７には、小径カサ歯車６７の代わりにピニオン８３を配設している。そして、原動機６０から入力される回転を、第１入力軸５７、ピニオン８３、フェースギア８２、中間軸６４およびカサ歯車６３を経て、カサ歯車５３を有する出力部材５１に伝達し、主軸１７を回転させることができる。
【００５５】
なお、ピニオン８３およびフェースギア８２の代わりにウォームギアとウォームホイールを用いることも可能である。即ち、本発明の立軸ポンプでは、伝達機構の構成は希望に応じて変更が可能であり、このようにしても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図９乃至図１１は第３実施形態の立軸ポンプを示す。この第３実施形態では、原動機６０から入力される回転の方向を変更するとともに、伝達機構の構成を変更した点で、第１実施形態と相違する。具体的には、中間軸６４には大径平歯車８４を配設している。また、第１入力軸５７を主軸１７に対して直交方向に延びるように配設し、この第１入力軸５７に小径平歯車８５を配設している。そして、原動機６０から入力される回転を、第１入力軸５７、小径平歯車８５、大径平歯車８４、中間軸６４およびカサ歯車６３を経て、カサ歯車５３を有する出力部材５１に伝達し、主軸１７を回転させることができる。
【００５７】
即ち、本発明の立軸ポンプでは、原動機６０の配置位置は希望に応じて変更が可能であり、このようにしても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。しかも、本実施形態のように、原動機６０をケーシング４２の横に配設する構成とすれば、据付床２からの立軸ポンプの高さを更に低く抑えることができる。
【００５８】
（第４実施形態）
図１２および図１３は第４実施形態の立軸ポンプを示す。この第３実施形態では、吊下管２６の下端に据付部を構成するベースプレート３２を配設した点で、第１実施形態と相違する。
【００５９】
具体的には、第４実施形態のベースプレート３２は、吊下管２６の下端を据付床２に固定するものであり、上端に吊下管２６が連結され、下端に揚水管１１が連結される。このベースプレート３２には、揚水管１１内および吊下管２６内に連通して、排水流路の一部を構成する円形状の排水孔部３４が設けられている。また、第１実施形態の配置孔部３６の代わりに、潤滑油管７６を挿通する挿通孔８６が設けられている。さらに、嵌合凹部３９および補助プレート４０は設けられていない。吐出エルボ１５は、吊下管２６のフランジ２７ａに配設してボルト止めすることにより、面一に一致している中間ケース４７の上面との間を液密状態で封鎖する。動力伝達機構のケーシング４２は、外ケース４８をベースプレート３２上に載置するように寸法設定した点でのみ、相違する。
【００６０】
このように構成した第４実施形態では、第１実施形態と比較すると据付床２からの立軸ポンプの高さが高くなるが、従来例と比べると十分に低く抑えることができる。また、吐出エルボ１５を連結するための構成が簡素化されるため、液密性を高めることができるうえ、コストダウンを図ることができる。
【００６１】
なお、本発明の立軸ポンプは、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、第４実施形態のようにベースプレート３２を吊下管２６の下端に配設する構成であっても、第２および第３実施形態のように、その伝達機構は希望に応じて変更が可能であるうえ、原動機６０の配設位置も希望に応じて変更が可能である。
【００６３】
また、各実施形態では、吊下管２６を据付床２に固定するための据付部を別体からなるベースプレート３２により構成したが、吊下管２６の上端のフランジ２７ａや下端のフランジ２７ｂに一体的に設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…水槽 ２…据付床
２ａ…貫通孔 １０…ポンプケーシング
１１…揚水管 １４…吸込口
１５…吐出エルボ １７…主軸
２１…羽根車 ２３…連結軸
２６…吊下管 ２８…挿通溝
２９…内ケース配置部 ３２…ベースプレート（据付部）
３４…排水孔部 ３６…配置孔部
４０…補助プレート ４２…ケーシング
４３…内ケース ４５…ケースカバー
４７…中間ケース ４８…外ケース
４９…固定フランジ ５０…減速装置（動力伝達装置）
５１…出力部材 ５３…カサ歯車
５７…第１入力軸 ６０…原動機
６１…出力軸 ６２…カップリング
６３…カサ歯車（伝達機構） ６４…中間軸（伝達機構）
６６…大径カサ歯車（伝達機構） ６７…小径カサ歯車（伝達機構）
６８…第２入力軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、立軸ポンプの高さを低減するために種々の試みが提案されている。例えば、特許文献１には、吐出エルボの上側外面に動力伝達装置として減速装置を一体的に配設した立軸ポンプが開示されている。また、特許文献２には、吐出エルボ内に減速装置の一部を内蔵した立軸ポンプが開示されている。さらに、特許文献３には、揚水管の下部に位置する中間ケーシング内に減速機構を内蔵した立軸ポンプが開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１，２に記載の立軸ポンプでは、いずれも減速装置が吐出エルボに配設されているので、立軸ポンプが固定された据付床から上方にある程度の離れた位置に減速装置が位置する。そのため、立軸ポンプの作動時に減速装置から発生する振動や騒音が大きくなる傾向がある。
【０００４】
また、特許文献２に記載の立軸ポンプでは、水流が鉛直方向から水平方向に方向転換される吐出エルボ内に減速装置が存在するので、吐出エルボ内での流体抵抗が増す。その結果、吐出エルボ内における圧力損失が増してポンプ効率の低下を招く。
【０００５】
さらに、特許文献３に記載の立軸ポンプでは、通常は水槽内の水中に位置している中間ケーシング内に減速装置が配設されているため、メンテナンスが不便である。具体的には、故障診断等のために立軸ポンプ全体を水槽から引き上げる必要がある。
【０００６】
特許文献４には、これらの問題を解消するための立軸ポンプが開示されている。この立軸ポンプは、揚水管と吐出エルボとの間に、据付床に固定される直管状の吊下管を介設している。この吊下管内には、減速装置のケーシングを構成する内ケースが内蔵されている。この内ケースには、中間ケースの一端が連結され、この中間ケースの他端が吊下管を貫通して外側に配置されている。この中間ケースには、吊下管の外側に配置する外ケースが連結されている。このケーシング内に配設する減速装置は、主軸に連結される出力軸と、原動機に連結される入力軸と、この入力軸に入力された回転を出力軸に伝達する伝達機構とを有する。
【０００７】
この特許文献４の立軸ポンプは、特許文献１乃至特許文献３の問題を解消でき、使用上の問題はない。しかし、組立時や定期的なメンテナンス時の作業性について、改良が望まれている。即ち、この立軸ポンプをメンテナンスする際には、排水機場で複数の歯車等からなる伝達機構を分解する必要がある。逆に、組み立てる際には、排水機場で伝達機構を組み立てる必要がある。そのため、組立時やメンテナンス時の作業性が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３３０６７４９号明細書
【特許文献２】特許第３６２３１３５号明細書
【特許文献３】特開２００１−７３９８２号公報
【特許文献４】特開２００９−０２４５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ポンプ効率を低下させることなく据付床からの高さを低く抑えつつ、動力伝達装置の振動および騒音を低減でき、かつ、組み立てやメンテナンスが容易な立軸ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の立軸ポンプは、鉛直上向きに延び下端側に吸込口を有する揚水管と、この揚水管の上端側に連結された吐出エルボと、前記揚水管内で鉛直方向に延び下端側に羽根車が固定された主軸とを備えた立軸ポンプにおいて、据付床に固定され、下端側に前記揚水管の上端側が連結されるとともに上端側に前記吐出エルボが連結され、かつ、外周部に上端から軸方向に沿って下向きに延びる挿通溝を形成した直管状の吊下管と、前記吊下管内に配置される上端開口の内ケースと、この内ケースの上端開口を閉塞するケースカバーと、前記内ケースに一端が連結されるとともに他端が前記挿通溝を通して前記吊下管の外部に配置される中間ケースと、この中間ケースの他端に連結され前記吊下管の外側に配置される外ケースとを有し、前記吐出エルボを分離した状態の前記吊下管に対して上方から着脱可能としたケーシングと、前記内ケース内に配置され前記主軸に分離可能に連結される出力部材と、前記外ケース内に一端が配置され他端が前記ケーシングの外部に位置して原動機側に連結される入力軸と、前記ケーシング内に配置され前記入力軸に入力された回転を前記出力部材に伝達する伝達機構を有する動力伝達装置と、を備える構成としている。
【００１１】
この立軸ポンプは、動力伝達装置を配設するケーシングの内ケースが吊下管内に内蔵され、中間ケースが吊下管の挿通溝を貫通し、外ケースが吊下管の外部に配置されている。そのため、据付床からの立軸ポンプの高さを低く抑えることができる。また、据付床に固定された吊下管に動力伝達装置のケーシングが配置されているため、動力伝達装置が据付床に近い位置にある。そのため、立軸ポンプの作動時に動力伝達装置から発生する振動や騒音を低減できる。さらに、動力伝達装置のケーシングの内ケースが直管状の吊下管内に内蔵されているため、作動時に動力伝達装置から発生する騒音を更に低減できる。しかも、吐出エルボ内には流体抵抗を増加させる障害物が存在しないため、吐出エルボ内での圧力損失を低減できる。よって、ポンプ効率を高めることができる。
【００１２】
また、この立軸ポンプは、吊下管に中間ケースの挿通溝を設け、吐出エルボを分離した状態の吊下管に対してケーシングを上方から着脱可能としている。そのため、メンテナンス時には、吐出エルボを分離した状態で内ケースからケースカバーを分離し、主軸と出力部材の連結を解除することにより、ケーシングを吊下管から分離することができる。また、組立時には、工場等で動力伝達装置をケーシング内に組み付けた状態で、排水機場では内ケースが吊下管内に位置するように上方から配置し、出力部材と主軸とを連結するだけで良い。このように、排水機場では伝達機構を分解することなく、動力伝達装置を着脱可能としているため、組立時やメンテナンス時の作業性を大幅に向上できる。
【００１３】
この立軸ポンプでは、前記吊下管の上端に、前記据付床に固定するための据付部を設け、この据付部に、前記挿通溝に連通して前記ケーシングを挿通配置する配置孔部を設けることが好ましい。このようにすれば、据付床に対してケーシングを上下に貫通させた状態で配置できるため、据付床からの立軸ポンプの高さを更に低く抑えることができる。
この場合、前記据付部は、前記吊下管とは別体のベースプレートからなることが好ましい。このようにすれば、部品点数は増加するが、吊下管の構造を簡素化できるため、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
また、前記入力軸と前記原動機の出力軸とをカップリングにより分離可能に連結することが好ましい。このようにすれば、動力伝達装置から原動機を分離できるため、動力伝達装置の着脱時の作業性を更に向上できる。
【００１５】
さらに、前記吊下管の内部に、前記ケーシングの内ケースを上部に配設する内ケース配置部を設けることが好ましい。このようにすれば、ケーシングの内ケースの安定性を向上できるうえ、液密性を向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の立軸ポンプでは、動力伝達装置を配設するケーシングは、内ケースが据付床に固定された吊下管に内蔵され、中間ケースが吊下管の挿通溝を貫通し、外ケースが吊下管の外部に配置されている。そのため、据付床からの立軸ポンプの高さを低く抑えることができる。また、立軸ポンプの作動時に動力伝達装置から発生する振動や騒音を低減できる。さらに、吐出エルボ内での圧力損失を低減できるため、ポンプ効率を高めることができる。
【００１７】
また、この立軸ポンプは、吊下管に中間ケースの挿通溝を設け、吐出エルボを分離した状態の吊下管に対してケーシングを上方から着脱可能としている。そのため、排水機場では、伝達機構を一体的に組み付けた状態で動力伝達装置を着脱できるため、組立時やメンテナンス時の作業性を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図２】図１の要部分解断面図である。
【図３】ベースプレートおよび吊下管の平面図である。
【図４】ベースプレートに動力伝達装置を配設したケーシングを取り付けた状態を示す断面図である。
【図５Ａ】立軸ポンプの第１分解状態を示す断面図である。
【図５Ｂ】立軸ポンプの第２分解状態を示す断面図である。
【図５Ｃ】立軸ポンプの第３分解状態を示す断面図である。
【図６】第２実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図７】図６の要部分解断面図である。
【図８】図６の要部断面図である。
【図９】第３実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図１０】図９の要部分解断面図である。
【図１１】図９の要部断面図である。
【図１２】第４実施形態の立軸ポンプを示す断面図である。
【図１３】図１２の要部分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１乃至図５は、本発明に係る第１実施形態の立軸ポンプを示す。この立軸ポンプは、水槽１の上方に設けられた据付床２に固定され、水槽１に溜められた揚水を下流側の吐出水槽等へ排水するものである。本実施形態の立軸ポンプは、動力伝達装置である減速装置５０を配設するケーシング４２をポンプケーシング１０に対して着脱可能とし、組立時やメンテナンス時の作業性を向上するものである。
【００２１】
図１に示すように、ポンプケーシング１０は、鉛直方向に延びる直管状の揚水管１１を備えている。この揚水管１１は、下端にベーンケーシング１２が連結され、このベーンケーシング１２の下端にベルマウス１３が連結されている。このベルマウス１３の下端は、揚水の吸込口１４を構成する。ポンプケーシング１０は、後述する吊下管２６を介して揚水管１１の上端側に連結される吐出エルボ１５を更に備えている。この吐出エルボ１５は、上端の吐出口１６に向かって鉛直方向から水平方向に湾曲している。吐出口１６は、吐出水槽側への配管（図示せず）に連結されている。
【００２２】
ポンプケーシング１０内には、鉛直方向に延びるように主軸１７が配設されている。この主軸１７は、カットレス軸受、セラミック軸受等のすべり軸受である第１軸受１８Ａ，１８Ｂによって回転自在に支持されている。ベーンケーシング１２内に位置する下端側の第１軸受１８Ａは、ベーンケーシング１２に連結された上下両端開口のフレーム１９内のホルダ２０Ａに取り付けられている。一方、主軸１７の上端側の第１軸受１８Ｂは、揚水管１１に固定されたホルダ２０Ｂに取り付けられている。
【００２３】
主軸１７の下端には、揚水を汲み上げるための羽根車２１が固定されている。一方、主軸１７の上端には、カップリング２２を介して連結軸２３が連結されている。この連結軸２３は、カップリング２２と後述する軸封装置３１によって回転自在に支持されている。連結軸２３の上端には、後述する減速装置５０の出力部材５１に連結する連結部２５が設けられている。なお、主軸１７と連結軸２３とは、一体に設けてもよい。
【００２４】
揚水管１１と吐出エルボ１５との間には、直管状をなす両端開口の吊下管２６が介設されている。この吊下管２６は、下端側に揚水管１１を連結して据付床２に固定することにより、揚水管１１を据付床２に対して水槽１の底部へ向けて鉛直方向に設置するものである。本実施形態の吊下管２６には、据付床２に固定するための別体のベースプレート３２が上端に連結されている。
【００２５】
図１および図２に示すように、吊下管２６は、上端にベースプレート３２を連結するフランジ２７ａを備え、下端側に揚水管１１を吊り下げて連結するためのフランジ２７ｂを備えている。これらフランジ２７ａ，２７ｂには、ベースプレート３２および揚水管１１を連結するためのボルト孔（図示せず）が設けられている。また、吊下管２６の外周部には、上端から軸方向に沿って下向きに延びる挿通溝２８が設けられている。この挿通溝２８は、外側から見て矩形状をなすように設けられている。
【００２６】
吊下管２６の内部下端には、上部に減速装置５０のケーシング４２の内ケース４３が配置される内ケース配置部２９が一体的に設けられている。この内ケース配置部２９は略半球形状をなし、吊下管２６の軸線に一致するようにガイドーベーンを介して一体的に設けられている。この形状および配置により、吊下管２６内の流路抵抗の増加は最小限に抑制されている。また、内ケース配置部２９は中空状をなし、その内部空間を潤滑油を循環させる循環室３０としている。なお、内ケース配置部２９には、上下に連結軸２３を貫通させる開口部を有し、その上側開口部に軸封装置３１が配設されている。
【００２７】
ベースプレート３２は、吊下管２６の上端を据付床２に固定するための据付部である。このベースプレート３２は、図３に示すように、据付床２に形成した鍵穴形状の貫通孔２ａを塞ぐように、この貫通孔２ａより大きい鍵穴形状に形成されている。ベースプレート３２には、外周部に貫通孔２ａの縁付近で据付床２に固定するためのボルト孔３３が設けられている。また、ベースプレート３２には、吐出エルボ１５内および吊下管２６内に連通して、排水流路の一部を構成する円形状の排水孔部３４が設けられている。この排水孔部３４の外周部には、吐出エルボ１５および吊下管２６を固定するためのボルト孔３５が設けられている。さらに、ベースプレート３２には、排水孔部３４に連通するとともに組立状態で吊下管２６の挿通溝２８に連通する配置孔部３６が設けられている。この配置孔部３６は、ケーシング４２を挿通配置するもので、矩形状をなす外ケース配置部３７と中間ケース配置部３８とを有する。
【００２８】
本実施形態のベースプレート３２には、外ケース配置部３７と中間ケース配置部３８との境界部分の角部に、段状をなすように窪ませた嵌合凹部３９，３９が設けられている。この嵌合凹部３９は、補助プレート４０を嵌合させて装着するものである。この補助プレート４０は、一対の嵌合凹部３９，３９に嵌合する嵌合部４１を突設した略Ｔ字形状ものである。図１および図２に示すように、補助プレート４０は吐出エルボ１５に連結され、組立状態で吐出エルボ１５とケーシング４２の中間ケース４７との間の隙間を液密状態で封鎖する。
【００２９】
ポンプケーシング１０には減速装置５０が着脱可能に配設され、組立状態では減速装置５０の一部が内蔵される。減速装置５０のケーシング４２は、吊下管２６内に配置される内ケース４３と、内ケース４３の上端開口を閉塞するケースカバー４５と、挿通溝２８を通して吊下管２６の内外にかけて延びる中間ケース４７と、吊下管２６の外側に配置される外ケース４８とを備えている。
【００３０】
内ケース４３は、鉛直方向に延びる円筒状のものである。この内ケース４３は、吊下管２６の内ケース配置部２９上に配置されることにより、吊下管２６の軸線と一致する。内ケース４３の下端には、減速装置５０の出力部材５１を配設する出力部材配設部４４が連結軸２３の軸線に一致するように設けられている。なお、内ケース４３は、出力部材配設部４４に出力部材５１を配設することにより、下端側が液密状態で仕切られる。また、内ケース４３の外周部には、中間ケース４７が連結される連通孔が設けられている。
【００３１】
ケースカバー４５は、ボルト止め等の周知の連結構造によって、内ケース４３の上端開口に液密状態で連結されるものである。このケースカバー４５には、自動調圧装置８０を装着するための装着孔４６が設けられている。なお、組立状態では吐出エルボ１５の下端から僅かに突出しているが、この部分では吐出エルボ１５は鉛直方向に延びる直管状である。
【００３２】
中間ケース４７は、内ケース４３の連通孔の外周部に一端が液密状態に連結され、他端が挿通溝２８を通して吊下管２６の外部に配置される四角筒状のものである。この中間ケース４７の上面は、組立状態で吊下管２６のフランジ２７ａの上面と面一に一致する。そして、中間ケース４７は、挿通溝２８との間および補助プレート４０との間が、周知のシール手段によって液密状態にシールされる。
【００３３】
外ケース４８は、水平断面形状がベースプレート３２の外ケース配置部３７より小形の直方体の中空箱体からなる。この外ケース４８は中間ケース４７の他端に連結され、その内部が中間ケース４７および内ケース４３と連通するとともに、大気およびポンプケーシング１０内の流水に対して密封されている。外ケース４８には、中間ケース４７よりベースプレート３２の肉厚分高い位置に、ベースプレート３２上に載置して連結するための固定フランジ４９が突設されている。この固定フランジ４９は、図４に示すように、補助プレート４０の上方に切欠部４９ａが設けられている。即ち、固定フランジ４９は、補助プレート４０の上方を除くように設けられている。これにより、補助プレート４０を連結した吐出エルボ１５を上向きに分離することができる。
【００３４】
これらのケース４３，４７，４８を一体的に連結したケーシング４２は、ベースプレート３２の上方から孔部３４，３６を通して配置することにより、吊下管２６に対して上方から装着することができる。そして、補助プレート４０を連結した吐出エルボ１５を上方に配置してボルト止めすることにより、液密状態の排水流路を形成することができる。
【００３５】
ケーシング４２に配設される減速装置５０は、内ケース４３内に配置される出力部材５１を備えている。この出力部材５１は、連結軸２３を介して主軸１７に連結されるもので、中空シャフト５２の上端にカサ歯車５３が一体的に設けられている。中空シャフト５２は、出力部材配設部４４内に配置され、その外周部にはボール軸受５４とメカニカルシール５５が更に配設されている。この出力部材５１には、中空シャフト５２を通してカサ歯車５３から連結軸２３の連結部２５が貫通され、ナット５６の締め付けにより連結軸２３に連結される。
【００３６】
また、減速装置５０は、一端が外ケース４８の内部に配置され、他端が外ケース４８の外部に配置される第１入力軸５７を備えている。この第１入力軸５７は、外ケース４８の上端壁を貫通して主軸１７と平行に延びるように、ボール軸受５８によって回転自在に支持されている。外ケース４８において、第１入力軸５７が貫通する部分には軸封装置５９が配設されている。
【００３７】
第１入力軸５７に回転駆動力を入力する原動機６０は、外ケース４８上に配設されている。この原動機６０の出力軸６１は、カップリング６２によって第１入力軸５７と分離可能に連結されている。
【００３８】
さらに、減速装置５０は、原動機６０から第１入力軸５７に入力された回転を減速して出力部材５１に伝達する伝達機構を備えている。この伝達機構は、内ケース４３内に位置し、出力部材５１のカサ歯車５３に噛み合うカサ歯車６３を有する。このカサ歯車６３には、出力部材５１の軸線に対して直角方向に延びる中間軸６４が連結されている。この中間軸６４は、ボール軸受６５によって回転自在に支持されている。中間軸６４の他端は、外ケース４８内に位置するように水平方向に延び、その他端側に大径カサ歯車６６が配設されている。また、伝達機構は、大径カサ歯車６６に噛み合う小径カサ歯車６７を有する。この小径カサ歯車６７には、中間軸６４の軸線に対して直交方向に延びる第２入力軸６８が連結されている。この第２入力軸６８は、第１入力軸５７と同一軸線となるように鉛直方向に延び、ボール軸受６９によって回転自在に支持されている。本実施形態では、第１および第２入力軸５７，６８は、クラッチ機構７０によって連結状態および非連結状態に切換可能となっている。この伝達機構では、第１入力軸５７に入力された原動機６０の回転は、第２入力軸６８、小径カサ歯車６７、大径カサ歯車６６、中間軸６４およびカサ歯車６３を経て、カサ歯車５３を有する出力部材５１に伝達される。この間に回転速度が減速され、かつ回転軸の向きが垂直方向から水平方向に変換された後、更に垂直方向に変換される。
【００３９】
なお、ケーシング４２には、外ケース４８の外壁から中間ケース４７を経由して、先端が内ケース４３内に至るアクセス管７１が配管されている。このアクセス管７１は、カサ歯車５３，６３の噛み合いの状態等を検査するために、内視鏡などの視認装置を挿通させるものである。
【００４０】
本実施形態の立軸ポンプは、ポンプケーシング１０内に揚水がない状態での空中での運転（ドライ運転）や、揚水が海水である場合でも運転を可能とする潤滑油循環機構を備えている。
【００４１】
潤滑油循環機構は、主軸１７および連結軸２３を間隔をあけて取り囲む保護管７２Ａ，７２Ｂを備えている。下側の保護管７２Ａは、下端側がベーンケーシング１２のフレーム１９の上端に液密状態で取り付けられ、上端がホルダ２０Ｂの下端に液密状態で取り付けられている。また、上側の保護管７２Ｂは、下端側がホルダ２０Ｂの上端に液密状態で取り付けられ、上端が吊下管２６の内ケース配置部２９の下端に液密状態で取り付けられている。これにより、保護管７２Ａ，７２Ｂの内部は、内ケース配置部２９内の循環室３０と連通している。一方、保護管７２Ａの下端側はホルダ２０Ａの下端に液密状態で取り付けられている。
【００４２】
保護管７２Ａ，７２Ｂの内部と吊下管２６の循環室３０とにより第１潤滑油室７４が形成されている。また、減速装置５０のケーシング４２の内部空間により第２潤滑油室７５が形成されている。第１潤滑油室７４には生分解性の潤滑油（第１潤滑油）が充填されている。生分解性潤滑油としては、例えば合成エステル系生分解油、ポリエステル系植物系生分解油がある。第２潤滑油室７５には生分解性でない通常の潤滑油（第２潤滑油）が充填されている。通常の潤滑油としては、例えばタービン油がある。なお、図中８７は、外ケース４８の内部を監視するための監視窓である。
【００４３】
第１潤滑油室７４は、上端の循環室３０と下端のホルダ２０Ａにかけて潤滑油管７６が接続されている。この潤滑油管７６には、据付床２より上方に位置する部分に、開閉用のバルブ７７とオイルフィルタ７８が介設されている。潤滑油管７６にも第１潤滑油と同じ生分解性潤滑油が充填されている。
【００４４】
連結軸２３には、吊下管２６の接続部付近に位置するように羽根７９が設けられている。なお、この羽根７９は主軸１７に設けてもよい。立軸ポンプの運転時には、主軸１７および連結軸２３の回転により羽根７９が回転する。この羽根７９の回転により、第１潤滑油室７４内を第１潤滑油が循環する。具体的には、羽根７９の回転により、潤滑油管７６の第１潤滑油が上端側から下端側へ流れ、第１軸受１８Ａよりも下方で第１潤滑油室７４内に流入し、さらに第１潤滑油室７４を上昇して潤滑油管７６の上端側に戻る潤滑油流れが発生する。
【００４５】
また、本実施形態では、第２潤滑油室７５内の圧力を自動調節するために、ケーシング４２のケースカバー４５の装着孔４６に自動調圧装置８０が配設されている。この自動調圧装置８０は、両端開口の圧力導入管と一端が開口して他端が閉鎖したベローズ（可変部材）とを備える。ベローズは、閉鎖端に第２潤滑油室７５内の潤滑油の圧力と流路の静圧の差圧が作用し、それに応じて伸縮することで、第２潤滑油室７５内の潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合った状態で維持する。これにより第２潤滑油室７５から揚水の流路への潤滑油の漏洩と、揚水の流路から第２潤滑油室７５への水分の侵入を防止できる。なお、この自動調圧装置８０は、内ケース配置部２９の循環室３０内にも配設されている。
【００４６】
以上の構成を備える本実施形態の立軸ポンプには以下の特徴がある。
【００４７】
減速装置５０のケーシング４２は、内ケース４３が吊下管２６内に内蔵され、中間ケース４７が吊下管２６を貫通し、外ケース４８が吊下管２６の外部に配置されている。そのため、減速装置５０のケーシング４２の最上部を吐出エルボ１５の最上部以下の高さに設定でき、据付床２からの立軸ポンプの高さを低く抑えることができる。しかも、本実施形態では、吊下管２６に配設するケーシング４２は、据付床２を貫通させた状態で配置できるため、立軸ポンプの高さを更に低く抑えることができる。
【００４８】
また、減速装置５０のケーシング４２は、据付床２に固定された吊下管２６に配置されており、吐出エルボ１５に配置する場合と比較すると、減速装置５０が据付床２に近接して配置されている。そのため、立軸ポンプの作動時に減速装置５０から発生する振動や騒音を低減できる。また、減速装置５０のケーシング４２の内ケース４３は吊下管２６内に内蔵され、揚水される水の流れの中に配置されているため、この点でも作動時に減速装置５０から発生する騒音が低減される。
【００４９】
さらに、減速装置５０のケーシング４２の内ケース４３は、揚水される水の流れの向きが鉛直方向から水平方向に曲げられる吐出エルボ１５内ではなく、直管状の吊下管２６内に配置されている。そのため、吐出エルボ１５内に流体抵抗を増加させる突起等の障害物が存在せず、吐出エルボ１５内における圧力損失を低減しないので、その分ポンプ効率を高めることができる。
【００５０】
さらにまた、軸受１８Ａ，１８Ｂは、潤滑油管７６と羽根７９により第１潤滑油が循環される第１潤滑油室７４内に配置されている。そのため、軸受１８Ａ，１８Ｂの許容荷重が増大するとともに信頼性が高まり、ドライ運転や揚水が海水である場合にも適用できる。また、第１潤滑油室７４と潤滑油管７６には生分解性潤滑油を充填しているので、潤滑油管７６や第１潤滑油室７４から水槽１や流路への潤滑油の漏洩が発生した場合にも生分解性潤滑油は速やかに流路の揚水中に分解し、潤滑油の漏洩に起因する環境への影響を最小限に低減できる。
【００５１】
そして、本実施形態の立軸ポンプは、吊下管２６に中間ケース４７の挿通溝２８を設け、吐出エルボ１５を吊下管２６から分離した状態で、ケーシング４２を吊下管２６に対して上方から着脱可能としている。そのため、メンテナンス時には、図５Ａに示すように、原動機６０をケーシング４２から分離するとともに、吐出エルボ１５を分離する。ついで、図５Ｂに示すように、内ケース４３からケースカバー４５を分離して、主軸１７と出力部材５１の連結を解除する。これにより、図５Ｃに示すように、減速装置５０を内蔵したケーシング４２を吊下管２６から分離することができる。逆に、組立時には、工場等で減速装置５０をケーシング４２内に組み付けた状態で、排水機場では内ケース４３が吊下管２６内に位置するように上方から配置し、出力部材５１と主軸１７とを連結するだけで良い。このように、排水機場では伝達機構を分解することなく、減速装置５０を着脱可能としているため、組立時やメンテナンス時の作業性を大幅に向上できる。
【００５２】
また、吊下管２６は、別体のベースプレート３２によって据付床２に固定されるため、部品点数は増加するが、吊下管２６およびベースプレート３２の構造は簡素化できる。よって、コストダウンを図ることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図６乃至図８は第２実施形態の立軸ポンプを示す。この第２実施形態では、伝達機構の構成を変更するとともに、潤滑油循環機構を設けない構成とした点で、第１実施形態と相違する。具体的には、第２実施形態の吊下管２６は、内ケース配置部２９の下端開口部に連結軸２３との間を液密状態で封鎖する軸封装置８１を配設している。また、この吊下管２６の内ケース配置部２９には、潤滑油管７６を接続しない構成としている。
【００５４】
また、第２実施形態の伝達機構は、クラッチ機構７０を設けることなく１本の第１入力軸５７で構成されている。さらに、中間軸６４には、大径カサ歯車６６の代わりにフェースギア８２を配設し、第１入力軸５７には、小径カサ歯車６７の代わりにピニオン８３を配設している。そして、原動機６０から入力される回転を、第１入力軸５７、ピニオン８３、フェースギア８２、中間軸６４およびカサ歯車６３を経て、カサ歯車５３を有する出力部材５１に伝達し、主軸１７を回転させることができる。
【００５５】
なお、ピニオン８３およびフェースギア８２の代わりにウォームギアとウォームホイールを用いることも可能である。即ち、本発明の立軸ポンプでは、伝達機構の構成は希望に応じて変更が可能であり、このようにしても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図９乃至図１１は第３実施形態の立軸ポンプを示す。この第３実施形態では、原動機６０から入力される回転の方向を変更するとともに、伝達機構の構成を変更した点で、第１実施形態と相違する。具体的には、中間軸６４には大径平歯車８４を配設している。また、第１入力軸５７を主軸１７に対して直交方向に延びるように配設し、この第１入力軸５７に小径平歯車８５を配設している。そして、原動機６０から入力される回転を、第１入力軸５７、小径平歯車８５、大径平歯車８４、中間軸６４およびカサ歯車６３を経て、カサ歯車５３を有する出力部材５１に伝達し、主軸１７を回転させることができる。
【００５７】
即ち、本発明の立軸ポンプでは、原動機６０の配置位置は希望に応じて変更が可能であり、このようにしても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。しかも、本実施形態のように、原動機６０をケーシング４２の横に配設する構成とすれば、据付床２からの立軸ポンプの高さを更に低く抑えることができる。
【００５８】
（第４実施形態）
図１２および図１３は第４実施形態の立軸ポンプを示す。この第３実施形態では、吊下管２６の下端に据付部を構成するベースプレート３２を配設した点で、第１実施形態と相違する。
【００５９】
具体的には、第４実施形態のベースプレート３２は、吊下管２６の下端を据付床２に固定するものであり、上端に吊下管２６が連結され、下端に揚水管１１が連結される。このベースプレート３２には、揚水管１１内および吊下管２６内に連通して、排水流路の一部を構成する円形状の排水孔部３４が設けられている。また、第１実施形態の配置孔部３６の代わりに、潤滑油管７６を挿通する挿通孔８６が設けられている。さらに、嵌合凹部３９および補助プレート４０は設けられていない。吐出エルボ１５は、吊下管２６のフランジ２７ａに配設してボルト止めすることにより、面一に一致している中間ケース４７の上面との間を液密状態で封鎖する。動力伝達機構のケーシング４２は、外ケース４８をベースプレート３２上に載置するように寸法設定した点でのみ、相違する。
【００６０】
このように構成した第４実施形態では、第１実施形態と比較すると据付床２からの立軸ポンプの高さが高くなるが、従来例と比べると十分に低く抑えることができる。また、吐出エルボ１５を連結するための構成が簡素化されるため、液密性を高めることができるうえ、コストダウンを図ることができる。
【００６１】
なお、本発明の立軸ポンプは、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、第４実施形態のようにベースプレート３２を吊下管２６の下端に配設する構成であっても、第２および第３実施形態のように、その伝達機構は希望に応じて変更が可能であるうえ、原動機６０の配設位置も希望に応じて変更が可能である。
【００６３】
また、各実施形態では、吊下管２６を据付床２に固定するための据付部を別体からなるベースプレート３２により構成したが、吊下管２６の上端のフランジ２７ａや下端のフランジ２７ｂに一体的に設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…水槽 ２…据付床
２ａ…貫通孔 １０…ポンプケーシング
１１…揚水管 １４…吸込口
１５…吐出エルボ １７…主軸
２１…羽根車 ２３…連結軸
２６…吊下管 ２８…挿通溝
２９…内ケース配置部 ３２…ベースプレート（据付部）
３４…排水孔部 ３６…配置孔部
４０…補助プレート ４２…ケーシング
４３…内ケース ４５…ケースカバー
４７…中間ケース ４８…外ケース
４９…固定フランジ ５０…減速装置（動力伝達装置）
５１…出力部材 ５３…カサ歯車
５７…第１入力軸 ６０…原動機
６１…出力軸 ６２…カップリング
６３…カサ歯車（伝達機構） ６４…中間軸（伝達機構）
６６…大径カサ歯車（伝達機構） ６７…小径カサ歯車（伝達機構）
６８…第２入力軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直上向きに延び下端側に吸込口を有する揚水管と、この揚水管の上端側に連結された吐出エルボと、前記揚水管内で鉛直方向に延び下端側に羽根車が固定された主軸とを備えた立軸ポンプにおいて、
据付床に固定され、下端側に前記揚水管の上端側が連結されるとともに上端側に前記吐出エルボが連結され、かつ、外周部に上端から軸方向に沿って下向きに延びる挿通溝を形成した直管状の吊下管と、
前記吊下管内に配置される上端開口の内ケースと、この内ケースの上端開口を閉塞するケースカバーと、前記内ケースに一端が連結されるとともに他端が前記挿通溝を通して前記吊下管の外部に配置される中間ケースと、この中間ケースの他端に連結され前記吊下管の外側に配置される外ケースとを有し、前記吐出エルボを分離した状態の前記吊下管に対して上方から着脱可能としたケーシングと、前記内ケース内に配置され前記主軸に分離可能に連結される出力部材と、前記外ケース内に一端が配置され他端が前記ケーシングの外部に位置して原動機側に連結される入力軸と、前記ケーシング内に配置され前記入力軸に入力された回転を前記出力部材に伝達する伝達機構を有する動力伝達装置と、
を備えることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項２】
前記吊下管の上端に、前記据付床に固定するための据付部を設け、この据付部に、前記挿通溝に連通して前記ケーシングを挿通配置する配置孔部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の立軸ポンプ。
【請求項３】
前記据付部は、前記吊下管とは別体のベースプレートからなることを特徴とする請求項２に記載の立軸ポンプ。
【請求項４】
前記入力軸と前記原動機の出力軸とをカップリングにより分離可能に連結したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
【請求項５】
前記吊下管の内部に、前記ケーシングの内ケースを上部に配設する内ケース配置部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
【請求項１】
鉛直上向きに延び下端側に吸込口を有する揚水管と、この揚水管の上端側に連結された吐出エルボと、前記揚水管内で鉛直方向に延び下端側に羽根車が固定された主軸とを備えた立軸ポンプにおいて、
据付床に固定され、下端側に前記揚水管の上端側が連結されるとともに上端側に前記吐出エルボが連結され、かつ、外周部に上端から軸方向に沿って下向きに延びる挿通溝を形成した直管状の吊下管と、
前記吊下管内に配置される上端開口の内ケースと、この内ケースの上端開口を閉塞するケースカバーと、前記内ケースに一端が連結されるとともに他端が前記挿通溝を通して前記吊下管の外部に配置される中間ケースと、この中間ケースの他端に連結され前記吊下管の外側に配置される外ケースとを有し、前記吐出エルボを分離した状態の前記吊下管に対して上方から着脱可能としたケーシングと、前記内ケース内に配置され前記主軸に分離可能に連結される出力部材と、前記外ケース内に一端が配置され他端が前記ケーシングの外部に位置して原動機側に連結される入力軸と、前記ケーシング内に配置され前記入力軸に入力された回転を前記出力部材に伝達する伝達機構を有する動力伝達装置と、
を備えることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項２】
前記吊下管の上端に、前記据付床に固定するための据付部を設け、この据付部に、前記挿通溝に連通して前記ケーシングを挿通配置する配置孔部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の立軸ポンプ。
【請求項３】
前記据付部は、前記吊下管とは別体のベースプレートからなることを特徴とする請求項２に記載の立軸ポンプ。
【請求項４】
前記入力軸と前記原動機の出力軸とをカップリングにより分離可能に連結したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
【請求項５】
前記吊下管の内部に、前記ケーシングの内ケースを上部に配設する内ケース配置部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−９２７０１（Ｐ２０１２−９２７０１Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９６２６（Ｐ２０１０−２３９６２６）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００１５２１７０）株式会社酉島製作所 (89)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００１５２１７０）株式会社酉島製作所 (89)
【Ｆターム（参考）】
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