JP2008232097A - 横軸ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースの省スペース化が図れるとともに、据え付け作業も簡単で短時間で行え、しかもメンテナンス性にも優れた横軸ポンプ装置を実現して提供する。
【解決手段】原動機９の動力が変速機８を介してポンプＰに入力されるように構成されている横軸ポンプ装置Ａにおいて、ベベルギヤ減速機構８Ａを内蔵する変速機８の上に原動機９が積層配置されて成り、設置ベース２に据え付けられる駆動部組立体１９を、横軸型のポンプＰの横傍に配置するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータやエンジン等の原動機で各種の横軸ポンプを駆動する横軸ポンプ装置に関するものである。

一般的なポンプでは、その原動機を定格出力で運転させる速度固定式のものが多いが、機場への設置等において適切な吐出量（単位時間当りの吐出量）にすべく、ポンプの駆動速度を減速したり増速したりしている。そこで従来では、特許文献１において開示されるように、横軸型のポンプとその駆動源である原動機との間に減速機を設ける手段が知られている。

前記特許文献１による装置では、ポンプと減速機と原動機とが一直線上に並ぶように配置されていることから、ポンプと原動機とが離れた位置関係になり、設置長さ（設置スペース）が大型化する問題がある。例えば、市街地等に設けられるポンプ設備で横軸ポンプ装置を覆う建屋がある場合には、その建屋も大型化してしまうことになる。

図４に示すポンプ設備で説明すると、このポンプ設備Ｓは、吸水槽３１の天井でもある設置ベース３２にポンプ装置Ａが配置され、かつ、そのポンプ装置Ａを覆う建屋Ｈを備えて構成されている。ポンプ装置Ａは、吸水槽３１に臨む吸入管３４を有する横軸型のポンプＰと、減速機３３と、電動機３５とを設置ベース３２に設置して構成されており、これら三者Ｐ，３３，３５は、カップリング３７，３８を介することでポンプ主軸３６の軸心Ｘを共通軸心とする一直線上に並べて配置されている。

従って、ポンプＰと電動機３５との距離、即ち、吸入管３４の中心Ｙと電動機３５の端とに亘る長さｄが必要であり、それを覆う建屋Ｈの吸入管中心Ｙと電動機配置側の外壁面ｈ２との間隔ｎが必要になる。この場合、ポンプ排出側の建屋の外壁面ｈ１と吸入管中心Ｙとの間隔をｍとすると、建屋Ｈの軸心Ｘ方向における必要長さはｎ＋ｍ＝ｗが必要であった。また、ポンプ装置Ａの設置ベース３２への据付に当っては、ポンプＰと減速機３３との芯出し作業、及び、減速機３３と電動機３５との芯出し作業が必要であった。

つまり、ポンプと減速機と電動機とが一直線上に並ぶ従来の横軸ポンプ装置では、その設置スペースが比較的大きくなり易いものであるとともに、その据付工事も面倒で工数が多く掛るものであり、改善の余地が残されているものであった。一方、特許文献２に示すように、変速装置を曲り管（図４の符号３９に相当）内に内蔵することで設置長さ（設置スペース）の大型化を抑制しているものがある。この構成では、変速装置が流体の流路内に内蔵されることによる装置の複雑化やメンテナンス性の低下という問題があった。
特開２００１−１２３９８２号公報 特開２００４−１２４８１０号公報

本発明の目的は、上述した実情に鑑みて、設置スペースの省スペース化が図れるとともに、据え付け作業も簡単で短時間で行え、しかもメンテナンス性に優れた横軸ポンプ装置を実現して提供する点にある。

請求項１に係る発明は、原動機９の動力が変速機８を介してポンプＰに入力されるように構成されている横軸ポンプ装置において、前記原動機９と前記変速機８とが互いに上下に積層配置される状態に構成されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の横軸ポンプ装置において、前記原動機９が前記変速機８の上に配置されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の横軸ポンプ装置において、前記変速機８は、前記原動機９の動力が入力される駆動側傘歯車１５と、この駆動側傘歯車１５に咬合する従動側傘歯車１３とで成るべベルギヤ連動機構８Ａを有して構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の横軸ポンプ装置において、前記変速機８の横向き出力軸１２と、横軸型の前記ポンプＰの横向き入力軸３とがカップリング１６を介して連動連結されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、変速機と原動機とが上下に積まれて配置されているので、これら両者が横方向（水平方向）に並べて配置される場合に比べて、横軸ポンプ装置の設置スペースにおける横方向の長さを縮小させることが可能になる。加えて、減速装置が曲がり管に内蔵されないので、メンテナンス性にも優れている。

請求項２の発明によれば、通常、原動機に比べて嵩の大きくなる変速機に、それよりも小なる原動機を載せる構成となるから、これら両者を強度十分で座り良く安定支持させ易いものとなる。また、下に位置する減速機からポンプに動力を伝える構成となるので、変速機と原動機との上下関係が反対の場合に比べて、横軸ポンプ装置を低い位置に設置することができて、ポンプの支持強度面、並びに設置施工性面のいずれにおいても好ましいものとすることができる利点もある。

請求項３の発明によれば、減速機がベベルギヤ連動機構を用いて構成されているので、変速機の出力回転方向に合致する横向きの主軸を有する横軸ポンプに好適な構成となる。しかも、駆動側や従動側の各ベベルギヤの歯数を適宜に設定することにより、動力の向き変換だけでなく減速や増速も同時に行えるものとなり、設置スペースのより一層の小型化が可能となる実用上の利点が大なる横軸ポンプ装置を提供することができる。この場合、請求項４のように、横軸型ポンプの横向き入力軸と変速機の横向き出力軸とを、廉価なカップリングで連動連結する経済的な手段を採ることが可能である。

以下に、本発明による横軸ポンプ装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は実施例１による横軸ポンプ装置を用いたポンプ設備の概略全体図、図２は図１の横軸ポンプ装置の構造を示す概略図、図３は実施例２の横軸ポンプ装置を示す模式図、図４は従来の横軸ポンプ装置を用いたポンプ設備の概略全体図である。

〔実施例１〕
図１に、本発明による横軸ポンプ装置Ａを有するポンプ設備Ｓが示されている。このポンプ設備Ｓは、地下に埋設された吸水槽１と、吸水槽１の天井壁１ａ上に形成される設置ベース２と、設置ベース２に設置される横軸ポンプ装置Ａと、横軸ポンプ装置Ａを覆う状態で設置ベース２に支持される建屋Ｈ等を有して構成されている。横軸ポンプ装置Ａは、横軸型のポンプＰと、減速機（変速機の一例）８と、電動モータ（原動機の一例）９とを有して構成されている。尚、１１は建屋Ｈの一側壁ｈ１を貫通して外部配管される送水管である。

ポンプＰは、軸心Ｘを有する横向きの主軸（横向き入力軸の一例）３、この主軸３に取り付けられる羽根車４、羽根車４を回転自在に収容するポンプケーシング部５、上下軸心Ｙを有して吸水槽１内に臨むように垂下される吸入管６、主軸３を回転自在に支持するとともにポンプケーシング部５と吸入管６とを連通接続させるエルボ管７等を有して構成されている。吸入管６は、設置ベース２及び天井壁１ａに貫通形成されている挿通孔１０を通して吸水槽１に落し込み配置されており、下端の吸入口６ａは底壁１ｂの近くに位置している。

減速機８は、水平な軸心Ｘを有する出力軸１２に装備される従動側傘歯車（従動側べべルギヤ）１３と、上下向きの軸心Ｚを有する入力軸１４に装備される駆動側傘歯車（駆動側べべルギヤ）１５とが咬合して成るベベルギヤ減速機構（ベベルギヤ連動機構の一例）８Ａを減速機ケース８ａに収容して構成されている。減速機ケース８ａは、設置ベース２に搭載支持されている。ポンプ入力軸である主軸３と出力軸１２とは第１カップリング１６を介して連動連結されている。尚、上下向きの入力軸１４を横向きの出力軸１２に向き変換させる手段であればベベルギヤ連動機構以外でも良い。

電動モータ９は、例えば筒状の支持ケース１７を介して減速機ケース８ａに搭載固定されており、平面視において電動モータ９は減速機８の投影面積内に収まるものとなっている。そして、電動モータ９のモータ軸９ａと入力軸１４とは第２カップリング１８を介して連動連結されており、第２カップリング１８は支持ケース１７に収容される状態になっている。つまり、ベベルギヤ減速機構８Ａの採用により、主軸３が横向きでありながらも入力軸１４は縦向きとすることができ、それによって減速機８の上に電動モータ９を積層配置する構成が可能とされている。尚、支持ケース１７は、電動モータ９のモータケース９ａと一体形成されたものとしても良い。

電動モータ９と支持ケース１７と減速機８とは、工場出荷時に一体に組み付けられた駆動部組立体１９に仕上げられており、現地での組付け時点においてモータ軸９ａと入力軸１４との芯出し作業（モータ軸９ａの軸心と入力軸１４の軸心とを単一の軸心Ｚに合せる調整作業）が完了した状態となっている。故に、建屋Ｈ内における駆動部組立体１９の設置ベース２への据付においては、その出力軸１２の軸心と、既に設置ベース２に据え付けられているポンプＰの主軸３の軸心との芯出し作業（出力軸１２の軸心と主軸３の軸心とを単一の軸心Ｘに合せる調整作業）を伴う第１カップリング１６の組付けだけ行えば良いものとなっている。

前述した従来の横軸ポンプ装置では、現場（機場）における据付作業には、ポンプと変速機との芯出し作業と、変速機と電動機との芯出し作業との双方が必要であったが、この構成による横軸ポンプ装置Ａでは、現場では一回の芯出し作業で済む利点がある。加えて、前述したように、電動モータ９が上下方向視で減速機８の投影面積内に含まれることから、横軸ポンプ装置Ａの設置に当って、吸入管６の軸心Ｙから減速機８、即ち駆動部組立体１９に亘る設置長さＤは、図４に示す従来技術のもの（長さｄ）に比べて短く（Ｄ＜ｄ）て済むものとなっている。

従って、吸入管軸心Ｙから電動機９の配置側の他側壁ｈ２に亘る施工長さＮも、図５にに示す従来技術のもの（長さｎ）に比べて短く（Ｎ＜ｎ）なっている。そして、吸入管軸心Ｙから送水管１１配置側の一側壁ｈ１に亘る長さＭと、図５に示す従来技術のもの（長さｍ）とが同じ（Ｍ＝ｍ）とすれば、建屋Ｈの横幅Ｗは、図５に示す従来技術のもの（長さｗ）より短く（Ｗ＜ｗ）て済むものとなっている。

〔実施例２〕
実施例２の横軸ポンプ装置Ａは、図３に示すように、原動機９の上に変速機８が搭載固定された駆動部組立体１９を有する横軸型のものであり、それ以外は実施例１による横軸ポンプ装置Ａと同じである。主軸３の設置ベース２に対する高さレベルが高い場合等において有用な構成である。

また、図示は省略するが、例えば、ベベルギヤに軸嵌合穴を形成しておく等の手段により、主軸又は／及びモータ軸が、カップリングを用いることなく直接に減速機に連動連結される構成を採ることが可能である。さらに、第１カップリング１６を弾性材から成るもので構成すれば、変速機８や原動機９の振動とポンプＰの振動とが互いに伝達され合うことが抑制又は回避可能となる利点が得られる。原動機９は、電動モータ等の電動機のほか、エンジンでも良く、変速機８は増速機でも良い。また、変速機をベルト式無段変速装置として、ベルトで原動機と変速機とを結合するようにしても良い。

実施例１の横軸ポンプ装置を有する排水ポンプ設備の全体図 図１の駆動部の概略構成を示す要部の側面図 実施例２による横軸ポンプ装置の構造原理を示す模式図 従来の横軸ポンプ装置を示す排水ポンプ設備の全体図

符号の説明

３ 横向き入力軸
８ 変速機
８Ａ べベルギヤ連動機構
９ 原動機
１２ 横向き出力軸
１３ 従動側傘歯車
１５ 駆動側傘歯車
１６ カップリング
Ａ 横軸ポンプ装置
Ｐ ポンプ

Claims (4)

1. 原動機の動力が変速機を介してポンプに入力されるように構成されている横軸ポンプ装置であって、
   前記原動機と前記変速機とが互いに上下に積層配置される状態に構成されている横軸ポンプ装置。
2. 前記原動機が前記変速機の上に配置されている請求項１に記載の横軸ポンプ装置。
3. 前記変速機は、前記原動機の動力が入力される駆動側傘歯車と、この駆動側傘歯車に咬合する従動側傘歯車とで成るべベルギヤ連動機構を有して構成されている請求項１又は２に記載の横軸ポンプ装置。
4. 前記変速機の横向き出力軸と、横軸型の前記ポンプの横向き入力軸とがカップリングを介して連動連結されている請求項１〜３の何れか一項に記載の横軸ポンプ装置。

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