JP4147023B2 - Vertical shaft pump with built-in direction changer - Google Patents

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JP4147023B2
JP4147023B2 JP2001353203A JP2001353203A JP4147023B2 JP 4147023 B2 JP4147023 B2 JP 4147023B2 JP 2001353203 A JP2001353203 A JP 2001353203A JP 2001353203 A JP2001353203 A JP 2001353203A JP 4147023 B2 JP4147023 B2 JP 4147023B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ設置床部からの立軸ポンプの突出高さとポンプ設置床部から原動機の頂上までの高さを低くした方向変換機内蔵立軸ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
ポンプ設置床部からの立軸ポンプの突出高さを低くすることにより、高さが低く軽量の原動機台をポンプ設置床部に立設し、この原動機台に原動機を設置して、ポンプ設置床部から原動機の頂上までの高さを低くするとともに、ポンプ設置床部に負荷される荷重を軽減することのできる方向変換機内蔵立軸ポンプが本発明出願人によってすでに提案されている(特願2001−106993号)。
【0003】
前記方向変換機内蔵立軸ポンプは、図4および図5に示すように構成されている。これらの図において、14は方向変換機を示す。この方向変換機14は原動機20の出力回転を直交変換(方向変換)して主軸2に伝達するためのもので、吐出エルボ(吐出管)6の上端に設けた上向きの開口部27を開閉可能に塞ぐ蓋部28に固定した状態で、開口部27から出し入れ可能に吐出エルボ6に内蔵されている。すなわち、開口部27を蓋部28で塞ぐことによって、方向変換機14は吐出エルボ6に内蔵され、メンテナンスなどに際しては、蓋部28を引上げることによって、吐出エルボ6から方向変換機14を取出すことができる。また、吐出エルボ6の側面には、横向きの開口部27Aが設けられている。
【0004】
方向変換機14は、縦軸線C1を有するケーシング29と、縦軸線C1に直交し、かつ吐出エルボ6の吐出センターを通る横軸線C2を中心線として、内端部がケーシング29の側壁部に水密に取付けられて側方にのびる軸受ケース30と、縦軸線C1上にある出力回転軸31と、横軸線C2上にある入力回転軸32とを備え、ケーシング29の内部は、上側の方向変換機構室33と、下側のメカニカルシール室34との上下二室に区画されており、軸受ケース30の内端面は方向変換機構室33に臨んでいる。
【0005】
蓋部28は、縦軸線C1方向の両端部を開口した中心ボス部28Aと、この中心ボス部28Aの上端部に形成された大径フランジ部28Bと、中心ボス部28Aの下端部近くに形成された小径フランジ部28Cとを備えている。そして、シールリング(図示省略)を介在して、ケーシング29における上端開口部35の外周縁部に小径フランジ部28Cを載置し、図示していない複数のボルトによって締結することで、蓋部28に方向変換機14のケーシング29を水密かつ着脱可能に固定してある。また、シールリング(図示省略)を介在して、吐出エルボ6における開口部27外周のフランジ部27Bに大径フランジ部28Bの外周縁部を載置し、図示していない複数のボルト・ナットによって締結することで、開口部27を蓋部28によって水密かつ開閉可能に塞いでいる。
【0006】
出力回転軸31は、蓋部28における中心ボス部28Aの下端部に組付けられた軸受ケース36内の上下2段の軸受37A,37Bと、ケーシング29における方向変換機構室33内に設けた軸受支持部38に支持されている軸受37Cによって、回転自在に支持されてケーシング29の下方に延出している。また、これら軸受37A,37B,37Cは、出力回転軸31、主軸2、羽根車3などの回転体の重量を含むポンプ運転時の軸スラストを受推している。
【0007】
入力回転軸32は、軸受ケース30内の軸受39A,39B,39Cによって、回転自在かつ横軸線C2方向の移動を不能に支持されている。軸受ケース30は、横向きの開口部27Aから吐出エルボ6の外側に導出され、この軸受ケース30の外側に入力回転軸32の外端部が延出している。また、軸受ケース30の外端開口部は、入力回転軸32が摺接するシールリング40を中心部に嵌め込んだ軸受カバー41によって水密に塞がれている。なお、軸受カバー41は、カバー押さえ42が図示していないボルトによって軸受ケース30の外端部に締め付けられることで軸受ケース30の外端面に押し付けられている。
【0008】
軸受ケース30とケーシング29の側壁の一部に保持筒43が外嵌され、この保持筒43を吐出エルボ6の外側から横向きの開口部27Aに挿入し、シールリング(図示省略)を介在して開口部27Aの外周に外端フランジ部43Aを当接させ、図示していない複数のボルトによって締結することで、吐出エルボ6に保持筒43を水密かつ着脱可能に固定してある。
【0009】
入力回転軸32の内端部には小傘歯車45が形成または固着され、この小傘歯車45が出力回転軸31に固着されている大傘歯車46に噛み合うことで、直交変換伝達機能を有する傘歯車減速機を構成しており、小傘歯車45と大傘歯車46は方向変換機構室33の内部に位置している。また、メカニカルシール室34に上下2段のメカニカルシール47A,47Bが設けられ、上段のメカニカルシール47Aによって、方向変換機構室33内の潤滑油48がメカニカルシール室34に漏出したり、メカニカルシール室34内の潤滑油49が方向変換機構室33に漏出するのを防止するとともに、下段のメカニカルシール47Bによって、吐出エルボ6内の揚水がメカニカルシール室34に侵入したり、メカニカルシール室34内の潤滑油49が吐出エルボ6内に漏出するのを防止して、出力回転軸31を回転自在かつ水密に軸封している。
【0010】
出力回転軸31の下端部はカップリング15を介して主軸2に同時回転可能に連結され、入力回転軸32の外端部は、カップリング18,18と中間軸19などを介して原動機20の水平方向の出力回転軸21に同時回転可能に連結されている。
【0011】
一方、蓋部28における中心ボス部28Aの上端開口部は、蓋52により気密に塞がれ、軸受ケース36内の軸受37A,37Bにゴミが侵入するのを防止している。また、ケーシング29には、メカニカルシール室34に潤滑油49を供給して、メカニカルシール47A,47Bを潤滑密封するとともに、潤滑油49の交換や点検に際して、潤滑油49を排出する給・排油通路58が設けられ、この給・排油通路58は、潤滑油給・排管59の接続を可能に閉塞されている。なお、図3において、Pは立軸ポンプ、1は複数の軸受、4は吐出しボウル、5は揚水管、7は吸込ベル、8は吐出弁、9は排水管、10は吐出水槽、11は逆流防止用のフラップ弁を示す。
【0012】
このような構成であれば、原動機20の出力は、水平方向の出力回転軸21→方向変換機14の入力回転軸32→小傘歯車45→大傘歯車46→出力回転軸31→カップリング15の動力伝達経路で主軸2に伝達され、主軸2を減速回転して立軸ポンプPの運転がなされる。また、方向変換機14が入力回転軸32側の小傘歯車45と出力回転軸31側の大傘歯車46とを噛み合せた直交変換伝達機能を有する歯車減速機によって構成されているので、原動機20の高回転数を所定の減速比で立軸ポンプPの必要回転数まで減速して運転することができる。
【0013】
しかも、方向変換機14が吐出エルボ6に内蔵されているので、ポンプ設置床部12から立軸ポンプPの頂上までの突出高さHを吐出エルボ6の高さに低減できる。したがって、高さが低く軽量の原動機台22をポンプ設置床部12に立設し、この原動機台22に原動機20を設置できるので、ポンプ設置床部12から原動機20の頂上までの高さH4が低くなるとともに、ポンプ設置床部12に負荷される荷重を軽減することができる効果が得られる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の方向変換機内蔵立軸ポンプでは、方向変換機14が、その入力回転軸32の軸線を、吐出エルボ6における吐出口6Aのセンターを通る横軸線C2上に設定して吐出エルボ6に内蔵されているので、図5のH1で示すように横軸線C2よりも下側にはみ出すことになる。このため、吐出エルボ6内の流体通過面積が小さくなって、吐出ベンド6内の損失を増大させ、ポンプ効率を低下させるように作用する。したがって、方向変換機14が内蔵されている吐出ベンド6内の流体通過面積を拡大して、吐出エルボ内の損失を削減し、ポンプ効率の低下を小さく抑えることが必要であると考えられる。
【0015】
そこで、本発明は、吐出エルボ(吐出管)内の流体通過面積を拡大して、吐出管内の損失を削減し、ポンプ効率の低下を小さく抑えることができる方向変換機内蔵立軸ポンプを提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明に係る方向変換機内蔵立軸ポンプは、軸受に回転自在に支持された縦方向の主軸と、この主軸の下部に固着した羽根車と、この羽根車を回転自在に収容した吐出しボウルと、この吐出しボウルの上側に連設されるとともに、前記主軸を貫通させた縦方向の揚水管と、この揚水管の上側に連設された吐出管とを備え、この吐出管に原動機の出力回転を方向変換して前記主軸に伝達する方向変換機が内蔵されている方向変換機内蔵立軸ポンプにおいて、前記方向変換機は、潤滑油が装備される上側の方向変換機構室と、下側のメカニカルシール室とに区画されるケーシングを備え、前記ケーシングは吐出エルボの上端に設けた蓋部に固定されるとともに、前記ケーシングの側壁の一部が吐出エルボの横向きの開口部に固定されており、前記方向変換機の入力回転軸の軸線を前記吐出管の吐出口のセンターを通る横軸線よりも上位に設定して、該方向変換機の設置レベルを吐出管内で底上げしたことを特徴としている。
【0017】
また、前記方向変換機の外面と前記吐出管の内面の間に整流機能を備えた内蓋を設けることが好ましい。
【0018】
さらに、方向変換機に前記入力回転軸の下側に該入力回転軸の軸線に平行な軸線を有する一次側入力回転軸を設け、この一次側入力回転軸と前記入力回転軸とを平歯車列を介して互いに連結してもよい。
【0019】
請求項1に記載の発明によれば、方向変換機の設置レベルが吐出管内で底上げされた分に相当して、吐出管内の流体通過面積が拡大される。このため、吐出管内の損失を削減して、ポンプ効率の低下を小さく抑えることができる。
【0020】
また、請求項2に記載の発明によれば、内蓋により吐出管内の揚水の乱れを緩和して整流することができるので、ポンプ効率の低下をより一層小さく抑えることができる。
【0021】
さらに、請求項3に記載の発明によれば、原動機の出力回転軸の高さを一次側入力回転軸の高さと同じ低いレベルまで低下させることができるので、設置床部から原動機の頂上までの高さを低く抑えることができるとともに、平歯車列に一次側入力回転軸の回転を減速して入力回転軸に伝達する減速機能をもたせることで、原動機の高回転数を立軸ポンプの必要回転数まで容易に減速して運転することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施の形態を示す拡大断面図である。なお、図3の複数の軸受1、羽根車3、吐出しボウル4、吸込ベル7、吐出弁8、排水管9、吐出水槽10および逆流防止用のフラップ弁11などは本発明と同じであるので、これらの図示は省略するとともに、図4に示す方向変換機14の内部構造と本発明に適用される方向変換機の内部構造は同じであるので、その図示および重複する構造説明と作用説明は省略する。
【0023】
図1において、方向変換機14の入力回転軸32の軸線C3の位置が吐出エルボ6の吐出口6Aのセンターを通る横軸線C2の位置よりもH2相当分上位に設定されて、方向変換機14の設置レベルを吐出エルボ6内で図4の設置レベルよりも底上げして、その下端面を横軸線C2の上位に位置決めしてある。
【0024】
また、方向変換機14の外面と吐出エルボ6の内面の間には、右上がりで下向きの円弧断面を呈して鍔状に張り出す内蓋13を設けてある。なお、この内蓋13は、その内周側13Aを方向変換機14の外面に取付けて、方向変換機14を吐出エルボ6に内蔵した場合に、その外周側13Bが吐出エルボ6の内面に当接する構造であっても、あるいは、内蓋13の外周側13Bを吐出エルボ6の内面に取付けて、内周側13Aに方向変換機14が挿入される構造であってもよい。
【0025】
前記構成のように、方向変換機14の入力回転軸32の軸線C3が吐出エルボ6の吐出口6Aのセンターを通る横軸線C2よりもH2相当分上位に設定されて、方向変換機14の設置レベルが吐出エルボ6内で底上げされているので、底上げされた分に相当して、吐出エルボ6内の流体通過面積が拡大される。このため、吐出エルボ6内の損失を削減して、ポンプ効率の低下を小さく抑えることができる。
【0026】
さらに、方向変換機14の外面と吐出エルボ6の内面の間には、右上がりで下向きの円弧断面を呈して鍔状に張り出す内蓋13が設けられているので、この内蓋13によって吐出エルボ6内の揚水の乱れを緩和して整流することができる。これにより、ポンプ効率の低下をより一層小さく抑えることができる。
【0027】
つぎに、本発明の第2実施の形態について説明する。図2は本発明の第2実施の形態を示す拡大断面図である。なお、図3の複数の軸受1、羽根車3、吐出しボウル4、吸込ベル7、吐出弁8、排水管9、吐出水槽10および逆流防止用のフラップ弁11などは本発明と同じであるので、これらの図示は省略するとともに、図4に示す方向変換機14の内部構造と同一部分には同一符号を付して、重複する構造説明と作用説明は省略する。また、図1の第1実施の形態と同一部分にも同一符号を付して、重複する構造説明と作用説明は省略する。
【0028】
図2において、方向変換機14には、入力回転軸32の下側に該入力回転軸32の軸線C3に平行な軸線C4を有する一次側入力回転軸16が回転自在に設けられ、その外端部は方向変換機14の外部に導出されている。また、この一次側入力回転軸16と入力回転軸32が、方向変換機14の内部で平歯車列17を介して同時回転可能に連結されている。
【0029】
このような構成であれば、図1の第1実施の形態と同様に、方向変換機14が吐出エルボ6内で底上げされた分に相当して、吐出エルボ6内の流体通過面積が拡大される。このため、吐出エルボ6内の損失を削減して、ポンプ効率の低下を小さく抑えることができるとともに、原動機20(図3参照)の出力回転軸21の高さを図2の一次側入力回転軸16の高さと同じ低いレベルまで低下させることができるので、ポンプ設置床部12から原動機20の頂上までの高さを、図3のH4よりも低く抑えることができる。さらに、平歯車列17に一次側入力回転軸16の回転を減速して入力回転軸32に伝達する減速機能をもたせることで、平歯車列17による減速と、方向変換機14を構成している傘歯車減速機による減速との複合減速によって減速することができるので、原動機20としてディーゼルエンジンやガスタービンエンジンなどの高回転原動機が使用されていても、この原動機20の高回転数を立軸ポンプPの必要回転数まで容易に減速して運転することができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方向変換機内蔵立軸ポンプは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【0031】
請求項1に記載の発明によれば、方向変換機の設置レベルが吐出管内で底上げされているので、底上げされた分に相当して、吐出管内の流体通過面積が拡大される。このため、吐出管内の損失を削減して、ポンプ効率の低下を小さく抑えることができる。
【0032】
請求項2に記載の発明によれば、内蓋によって吐出管内の揚水の乱れを緩和して整流ことができるので、ポンプ効率の低下をより一層小さく抑えることができる。
【0033】
請求項3に記載の発明によれば、原動機の出力回転軸の高さを一次側入力回転軸の高さと同じ低いレベルまで低下させることができるので、設置床部から原動機の頂上までの高さを低く抑えることができる。さらに、平歯車列に一次側入力回転軸の回転を減速して入力回転軸に伝達する減速機能をもたせることで、高回転原動機が使用されても、この原動機の高回転数を立軸ポンプの必要回転数まで容易に減速して運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態の要部を示す拡大断面図である。
【図2】 本発明の第2実施の形態の要部を示す拡大断面図である。
【図3】 従来例の全体図である。
【図4】 方向変換機の内部構造を示す拡大断面図である。
【図5】 方向変換機の吐出管内設置レベルを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 軸受
2 主軸
3 羽根車
4 吐出しボウル
5 揚水管
6 吐出エルボ(吐出管)
6A 吐出管の吐出口
13 内蓋
14 歯車減速機(方向変換機)
16 一次側入力回転軸
17 平歯車列
20 原動機
27 開口部
28 蓋部
29 ケーシング
32 入力回転軸(入力軸)
33 方向変換機構室
34 メカニカルシール室
43 保持筒
48 潤滑油
C2 吐出口のセンターを通る横軸線
C3 入力回転軸の軸線
C4 一次側入力回転軸の軸線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical pump with a built-in direction changer in which the protruding height of a vertical pump from the pump installation floor and the height from the pump installation floor to the top of a prime mover are reduced.
[0002]
[Prior art]
By lowering the protruding height of the vertical pump from the pump installation floor, a low-profile and lightweight prime mover base is erected on the pump installation floor, the prime mover is installed on this prime mover base, and the pump installation floor A vertical pump with a built-in direction changer that can reduce the load from the motor to the top of the prime mover and reduce the load applied to the pump installation floor has already been proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 2001-2001). 106993).
[0003]
The direction changer built-in vertical shaft pump is configured as shown in FIGS. In these drawings, reference numeral 14 denotes a direction changer. This direction changer 14 is used to transmit the output rotation of the prime mover 20 to the main shaft 2 by orthogonal transformation (direction change), and can open and close an upward opening 27 provided at the upper end of the discharge elbow (discharge pipe) 6. In the state where it is fixed to the lid portion 28 that is closed, the discharge elbow 6 is built into the opening portion 27 so that it can be taken in and out. In other words, the direction changer 14 is built in the discharge elbow 6 by closing the opening 27 with the lid 28, and the direction changer 14 is taken out from the discharge elbow 6 by pulling up the lid 28 for maintenance or the like. be able to. Further, a lateral opening 27 </ b> A is provided on the side surface of the discharge elbow 6.
[0004]
The direction changer 14 includes a casing 29 having a vertical axis C1 and a horizontal axis C2 orthogonal to the vertical axis C1 and passing through the discharge center of the discharge elbow 6, and the inner end is watertight on the side wall of the casing 29. And a bearing case 30 that extends to the side, an output rotary shaft 31 on the vertical axis C1, and an input rotary shaft 32 on the horizontal axis C2, and the inside of the casing 29 has an upper direction changing mechanism. The chamber 33 and the lower mechanical seal chamber 34 are divided into two upper and lower chambers, and the inner end face of the bearing case 30 faces the direction changing mechanism chamber 33.
[0005]
The lid portion 28 is formed near the center boss portion 28A having both ends in the direction of the longitudinal axis C1 open, the large-diameter flange portion 28B formed at the upper end portion of the center boss portion 28A, and the lower end portion of the center boss portion 28A. A small-diameter flange portion 28C. Then, a small-diameter flange portion 28C is placed on the outer peripheral edge portion of the upper end opening 35 in the casing 29 with a seal ring (not shown) interposed therebetween, and fastened with a plurality of bolts (not shown), thereby the lid portion 28. The casing 29 of the direction changer 14 is fixed in a watertight and detachable manner. Further, the outer peripheral edge of the large-diameter flange 28B is placed on the flange 27B on the outer periphery of the opening 27 in the discharge elbow 6 through a seal ring (not shown), and a plurality of bolts and nuts (not shown) are used. By fastening, the opening 27 is closed by the lid 28 so as to be watertight and openable.
[0006]
The output rotating shaft 31 includes upper and lower two-stage bearings 37A and 37B in a bearing case 36 assembled to the lower end portion of the central boss portion 28A in the lid portion 28, and a bearing provided in the direction changing mechanism chamber 33 in the casing 29. The bearing 37 </ b> C supported by the support portion 38 is rotatably supported and extends below the casing 29. Further, these bearings 37A, 37B, and 37C receive shaft thrust during pump operation including the weight of the rotating body such as the output rotating shaft 31, the main shaft 2, and the impeller 3.
[0007]
The input rotary shaft 32 is supported by bearings 39A, 39B, and 39C in the bearing case 30 so as to be rotatable and impossible to move in the direction of the horizontal axis C2. The bearing case 30 is led out of the discharge elbow 6 from the lateral opening 27 </ b> A, and the outer end portion of the input rotary shaft 32 extends outside the bearing case 30. Further, the outer end opening of the bearing case 30 is watertightly closed by a bearing cover 41 in which a seal ring 40 slidably in contact with the input rotary shaft 32 is fitted at the center. The bearing cover 41 is pressed against the outer end surface of the bearing case 30 by the cover presser 42 being fastened to the outer end portion of the bearing case 30 by a bolt (not shown).
[0008]
A holding cylinder 43 is fitted on part of the side walls of the bearing case 30 and the casing 29. The holding cylinder 43 is inserted from the outside of the discharge elbow 6 into the lateral opening 27A, and a seal ring (not shown) is interposed therebetween. The holding cylinder 43 is fixed to the discharge elbow 6 in a watertight and detachable manner by bringing the outer end flange portion 43A into contact with the outer periphery of the opening 27A and fastening with a plurality of bolts (not shown).
[0009]
A small bevel gear 45 is formed or fixed to the inner end portion of the input rotation shaft 32, and the small bevel gear 45 meshes with a large bevel gear 46 fixed to the output rotation shaft 31, thereby having an orthogonal transformation transmission function. The bevel gear speed reducer is configured, and the small bevel gear 45 and the large bevel gear 46 are located inside the direction changing mechanism chamber 33. The mechanical seal chamber 34 is provided with two upper and lower mechanical seals 47A and 47B, and the upper mechanical seal 47A causes the lubricating oil 48 in the direction changing mechanism chamber 33 to leak into the mechanical seal chamber 34, or the mechanical seal chamber. In addition to preventing the lubricating oil 49 in 34 from leaking into the direction changing mechanism chamber 33, the lower mechanical seal 47B causes the pumped water in the discharge elbow 6 to enter the mechanical seal chamber 34, or in the mechanical seal chamber 34. The lubricating oil 49 is prevented from leaking into the discharge elbow 6, and the output rotary shaft 31 is rotatably and watertightly sealed.
[0010]
A lower end portion of the output rotating shaft 31 is coupled to the main shaft 2 via the coupling 15 so as to be simultaneously rotatable, and an outer end portion of the input rotating shaft 32 is connected to the prime mover 20 via the couplings 18 and 18 and the intermediate shaft 19. It is connected to the output rotating shaft 21 in the horizontal direction so that it can rotate simultaneously.
[0011]
On the other hand, the upper end opening of the central boss portion 28A in the lid portion 28 is hermetically closed by the lid 52, and dust is prevented from entering the bearings 37A and 37B in the bearing case 36. Also, the casing 29 is supplied with lubricating oil 49 to the mechanical seal chamber 34 to lubricate and seal the mechanical seals 47A and 47B, and supply / drain oil for discharging the lubricating oil 49 when the lubricating oil 49 is replaced or inspected. A passage 58 is provided, and the supply / drain oil passage 58 is closed to allow connection of the lubricant supply / drain pipe 59. In FIG. 3, P is a vertical shaft pump, 1 is a plurality of bearings, 4 is a discharge bowl, 5 is a pumping pipe, 7 is a suction bell, 8 is a discharge valve, 9 is a drain pipe, 10 is a discharge water tank, 11 is The flap valve for backflow prevention is shown.
[0012]
With such a configuration, the output of the prime mover 20 is such that the output rotary shaft 21 in the horizontal direction → the input rotary shaft 32 of the direction changer 14 → the small bevel gear 45 → the large bevel gear 46 → the output rotary shaft 31 → the coupling 15 Is transmitted to the main shaft 2 through the power transmission path, and the main shaft 2 is decelerated and rotated to operate the vertical shaft pump P. Further, since the direction changer 14 is constituted by a gear reducer having an orthogonal transformation transmission function in which the small bevel gear 45 on the input rotation shaft 32 side and the large bevel gear 46 on the output rotation shaft 31 side are meshed, the prime mover 20 Can be operated by decelerating the high rotational speed of the vertical shaft pump P to the required rotational speed at a predetermined reduction ratio.
[0013]
Moreover, since the direction changer 14 is built in the discharge elbow 6, the protruding height H from the pump installation floor 12 to the top of the vertical shaft pump P can be reduced to the height of the discharge elbow 6. Therefore, since the low-weight and lightweight prime mover base 22 is erected on the pump installation floor 12 and the prime mover 20 can be installed on the prime mover base 22, the height H4 from the pump installation floor 12 to the top of the prime mover 20 is While lowering, the effect of reducing the load applied to the pump installation floor 12 is obtained.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional vertical shaft with a built-in direction changer, the direction changer 14 sets the axis of the input rotary shaft 32 on the horizontal axis C2 passing through the center of the discharge port 6A in the discharge elbow 6 to set the discharge elbow 6. Therefore, it protrudes below the horizontal axis C2 as indicated by H1 in FIG. For this reason, the fluid passage area in the discharge elbow 6 becomes small, the loss in the discharge bend 6 is increased, and the pump efficiency is lowered. Therefore, it is considered necessary to enlarge the fluid passage area in the discharge bend 6 in which the direction changer 14 is built in, to reduce the loss in the discharge elbow, and to suppress the decrease in pump efficiency.
[0015]
Therefore, the present invention provides a vertical pump with a built-in direction changer that can expand the fluid passage area in the discharge elbow (discharge pipe), reduce the loss in the discharge pipe, and suppress the decrease in pump efficiency. It is an object.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vertical pump with a built-in direction changer according to the invention described in claim 1 includes a longitudinal main shaft rotatably supported by a bearing, an impeller fixed to a lower portion of the main shaft, A discharge bowl in which the impeller is rotatably accommodated, connected to the upper side of the discharge bowl, and a vertical pumping pipe penetrating the main shaft, and connected to the upper side of the pumping pipe. and a discharge pipe, in the direction converter built elevational axis pump direction converter is incorporated for transmitting and redirecting the main shaft the output rotation of the prime mover to the discharge pipe, the direction conversion machine, the lubricating oil is equipped A casing divided into an upper direction change mechanism chamber and a lower mechanical seal chamber, the casing being fixed to a lid provided at the upper end of the discharge elbow and a part of the side wall of the casing Has a discharge el The lateral is fixed to the opening, by setting the axis of the input rotary shaft of the direction changing device to the upper than the transverse axis through the center of the discharge port of the discharge pipe, the installation level of the direction converter It is characterized by raising the bottom in the discharge pipe.
[0017]
Moreover, it is preferable to provide an inner lid having a rectifying function between the outer surface of the direction changer and the inner surface of the discharge pipe.
[0018]
Further, the direction changer is provided with a primary side input rotary shaft having an axis parallel to the axis of the input rotary shaft below the input rotary shaft, and the primary side input rotary shaft and the input rotary shaft are connected to a spur gear train. They may be connected to each other via.
[0019]
According to the first aspect of the present invention, the fluid passage area in the discharge pipe is expanded corresponding to the amount of installation of the direction changer raised in the discharge pipe. For this reason, the loss in a discharge pipe can be reduced and the fall of pump efficiency can be suppressed small.
[0020]
According to the second aspect of the present invention, since the disturbance of the pumped water in the discharge pipe can be relaxed and rectified by the inner lid, the reduction in pump efficiency can be further reduced.
[0021]
Furthermore, according to the invention described in claim 3, since the height of the output rotary shaft of the prime mover can be lowered to the same low level as the height of the primary side input rotary shaft, the distance from the installation floor to the top of the prime mover can be reduced. The height can be kept low, and the spur gear train has a speed reduction function to reduce the rotation of the primary input rotation shaft and transmit it to the input rotation shaft, thereby reducing the high rotation speed of the prime mover to the required rotation speed of the vertical pump. You can easily decelerate and drive.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged sectional view showing an embodiment of the present invention. A plurality of bearings 1, an impeller 3, a discharge bowl 4, a suction bell 7, a discharge valve 8, a drain pipe 9, a discharge water tank 10, a backflow prevention flap valve 11 and the like in FIG. 3 are the same as those in the present invention. Therefore, these illustrations are omitted, and the internal structure of the direction changer 14 shown in FIG. 4 is the same as the internal structure of the direction changer applied to the present invention. Is omitted.
[0023]
In FIG. 1, the position of the axis C3 of the input rotary shaft 32 of the direction changer 14 is set higher than the position of the horizontal axis C2 passing through the center of the discharge port 6A of the discharge elbow 6 by an amount equivalent to H2, and the direction changer 14 Is set higher in the discharge elbow 6 than the installation level in FIG. 4, and the lower end surface thereof is positioned above the horizontal axis C2.
[0024]
Further, between the outer surface of the direction changer 14 and the inner surface of the discharge elbow 6, an inner lid 13 is provided that protrudes rightward and has a downward arc-shaped cross section and projects in a bowl shape. The inner lid 13 has an inner peripheral side 13 A attached to the outer surface of the direction changer 14, and when the direction changer 14 is built in the discharge elbow 6, the outer peripheral side 13 B contacts the inner surface of the discharge elbow 6. Alternatively, the outer peripheral side 13B of the inner lid 13 may be attached to the inner surface of the discharge elbow 6 and the direction changer 14 may be inserted into the inner peripheral side 13A.
[0025]
As described above, the axis C3 of the input rotating shaft 32 of the direction changer 14 is set higher than the horizontal axis C2 passing through the center of the discharge port 6A of the discharge elbow 6 by an amount equivalent to H2, and the direction changer 14 is installed. Since the level is raised in the discharge elbow 6, the fluid passage area in the discharge elbow 6 is expanded corresponding to the raised portion. For this reason, the loss in the discharge elbow 6 can be reduced, and the reduction of pump efficiency can be suppressed small.
[0026]
Furthermore, an inner lid 13 is provided between the outer surface of the direction changer 14 and the inner surface of the discharge elbow 6, which has an upward and downward arcuate cross section and projects in a bowl shape. The turbulence of the pumped water in the elbow 6 can be relaxed and rectified. Thereby, the fall of pump efficiency can be suppressed further smaller.
[0027]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a second embodiment of the present invention. A plurality of bearings 1, an impeller 3, a discharge bowl 4, a suction bell 7, a discharge valve 8, a drain pipe 9, a discharge water tank 10, a backflow prevention flap valve 11 and the like in FIG. 3 are the same as those in the present invention. Therefore, these illustrations are omitted, and the same parts as the internal structure of the direction changer 14 shown in FIG. Also, the same parts as those in the first embodiment of FIG.
[0028]
In FIG. 2, the direction changer 14 is rotatably provided with a primary side input rotary shaft 16 having an axis C4 parallel to the axis C3 of the input rotary shaft 32 below the input rotary shaft 32. The part is led out of the direction changer 14. Further, the primary side input rotary shaft 16 and the input rotary shaft 32 are connected to each other inside the direction changer 14 via a spur gear train 17 so as to be simultaneously rotatable.
[0029]
With such a configuration, as in the first embodiment of FIG. 1, the fluid passage area in the discharge elbow 6 is expanded corresponding to the amount that the direction changer 14 is raised in the discharge elbow 6. The For this reason, the loss in the discharge elbow 6 can be reduced and the reduction in pump efficiency can be suppressed to a small level, and the height of the output rotary shaft 21 of the prime mover 20 (see FIG. 3) is set to the primary input rotary shaft in FIG. Since it can be lowered to a level as low as 16, the height from the pump installation floor 12 to the top of the prime mover 20 can be kept lower than H4 in FIG. 3. Further, the spur gear train 17 has a speed reducing function for reducing the speed of the rotation of the primary side input rotary shaft 16 and transmitting it to the input rotary shaft 32, thereby constituting the speed change by the spur gear train 17 and the direction changer 14. Since the speed can be reduced by a combined reduction with the reduction by the bevel gear speed reducer, even if a high speed prime mover such as a diesel engine or a gas turbine engine is used as the prime mover 20, the high rotational speed of the prime mover 20 is set to the vertical pump P. Can be easily decelerated to the required rotational speed.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, since the vertical pump with a built-in direction changer according to the present invention is configured, the following special effects can be obtained.
[0031]
According to the first aspect of the present invention, since the installation level of the direction changer is raised in the discharge pipe, the fluid passage area in the discharge pipe is enlarged corresponding to the raised level. For this reason, the loss in a discharge pipe can be reduced and the fall of pump efficiency can be suppressed small.
[0032]
According to the second aspect of the present invention, since the turbulence of the pumped water in the discharge pipe can be relaxed and rectified by the inner lid, the reduction in pump efficiency can be further reduced.
[0033]
According to the invention described in claim 3, since the height of the output rotary shaft of the prime mover can be lowered to the same low level as the height of the primary input rotary shaft, the height from the installation floor to the top of the prime mover Can be kept low. Furthermore, by providing the spur gear train with a speed reducing function that reduces the rotation of the primary input rotary shaft and transmits it to the input rotary shaft, even if a high speed prime mover is used, the high rotational speed of this prime mover is required for the vertical pump. It can be easily decelerated to the number of revolutions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall view of a conventional example.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the internal structure of the direction changer.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the installation level in the discharge pipe of the direction changer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearing 2 Spindle 3 Impeller 4 Discharge bowl 5 Pumping pipe 6 Discharge elbow (discharge pipe)
6A Discharge port of discharge pipe 13 Inner lid 14 Gear reducer (direction changer)
16 Primary side input rotating shaft 17 Spur gear train 20 Prime mover
27 opening
28 Lid
29 Casing 32 Input rotating shaft (input shaft)
33 Direction change mechanism room
34 Mechanical seal chamber
43 Holding cylinder
48 Lubricating oil C2 Horizontal axis passing through the center of the discharge port C3 Input rotary shaft axis C4 Primary input rotary shaft axis

Claims (3)

軸受に回転自在に支持された縦方向の主軸と、この主軸の下部に固着した羽根車と、この羽根車を回転自在に収容した吐出しボウルと、この吐出しボウルの上側に連設されるとともに、前記主軸を貫通させた縦方向の揚水管と、この揚水管の上側に連設された吐出管とを備え、この吐出管に原動機の出力回転を方向変換して前記主軸に伝達する方向変換機が内蔵されている方向変換機内蔵立軸ポンプにおいて、
前記方向変換機は、潤滑油が装備される上側の方向変換機構室と、下側のメカニカルシール室とに区画されるケーシングを備え、前記ケーシングは吐出エルボの上端に設けた蓋部に固定されるとともに、前記ケーシングの側壁の一部が吐出エルボの横向きの開口部に固定されており、前記方向変換機の入力回転軸の軸線を前記吐出管の吐出口のセンターを通る横軸線よりも上位に設定して、該方向変換機の設置レベルを吐出管内で底上げしたことを特徴とする方向変換機内蔵立軸ポンプ。
A vertical main shaft rotatably supported by the bearing, an impeller fixed to the lower portion of the main shaft, a discharge bowl that rotatably stores the impeller, and an upper side of the discharge bowl. And a vertical pumping pipe penetrating the main shaft and a discharge pipe connected to the upper side of the pumping pipe, and a direction in which the output rotation of the prime mover is redirected and transmitted to the main shaft in the discharge pipe In the vertical shaft pump with built-in direction changer with built-in converter,
The direction changer includes a casing partitioned into an upper direction change mechanism chamber equipped with lubricating oil and a lower mechanical seal chamber, and the casing is fixed to a lid portion provided at an upper end of a discharge elbow. In addition, a part of the side wall of the casing is fixed to the lateral opening of the discharge elbow, and the axis of the input rotating shaft of the direction changer is higher than the horizontal axis passing through the center of the discharge port of the discharge pipe. A vertical pump with a built-in direction changer, wherein the installation level of the direction changer is raised in the discharge pipe.
前記方向変換機の外面と前記吐出管の内面の間に整流機能を備えた内蓋が設けられている請求項1に記載の方向変換機内蔵立軸ポンプ。  The vertical pump with a built-in direction changer according to claim 1, wherein an inner lid having a rectifying function is provided between an outer surface of the direction changer and an inner surface of the discharge pipe. 前記方向変換機には、前記入力回転軸の下側に該入力回転軸の軸線に平行な軸線を有する一次側入力回転軸が設けられ、この一次側入力回転軸と前記入力回転軸が平歯車列を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の方向変換機内蔵立軸ポンプ。  The direction changer is provided with a primary side input rotary shaft having an axis parallel to the axis of the input rotary shaft below the input rotary shaft, and the primary side input rotary shaft and the input rotary shaft are spur gears. The vertical pump with a built-in direction changer according to claim 1, wherein the vertical pumps are connected to each other via a row.
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