JP4421006B2

JP4421006B2 - 立軸渦巻ポンプ

Info

Publication number: JP4421006B2
Application number: JP12642799A
Authority: JP
Inventors: 眞吉野; 伸浩四宮
Original assignee: 株式会社電業社機械製作所
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: JP2000314387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設置高さを低くし得る立軸渦巻ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の立軸渦巻ポンプの一例を図７を参照して説明する。図７は、従来の立軸渦巻ポンプを設置したポンプ場の構造図である。図７において、第１の床１０に設けられた基礎ベース１０ａ上に渦巻ケーシング１２が配設され、渦巻ケーシング１２の中央下部の吸込口１２ａが吸込エルボと開閉弁および吸込管を介して吸込水槽１４に連通される。また、渦巻ケーシング１２の側方の吐出口１２ｂが流量調整弁と開閉弁および吐出管を介して吐出水槽１６に連通される。そして、渦巻ケーシング１２内に羽根車１８が収容され、この羽根車１８が固定されるポンプ軸２８が渦巻ケーシング１２の上部外壁を垂直方向に貫通突出して、軸受装置２０により回転自在に軸承される。さらに、第１の床１０の上方に設けられた第２の床２２に、減速装置２４およびこれに連結された駆動装置２６が配設され、渦巻ケーシング１２の外壁を貫通突出するポンプ軸２８が適宜な軸継手を介して減速装置２４の出力軸に連結される。そこで、駆動装置２６の駆動により、その回転数が減速装置２４で減速され、その減速された回転数でポンプ軸２８が回転駆動されて立軸渦巻ポンプによる揚水がなされる。
【０００３】
なお、ポンプの吐出しエルボを覆うケースに減速装置を固定した技術が、特開平１１−６４９５号公報に示されている。
【特許文献１】
特開平１１−６４９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の立軸渦巻ポンプの設置構造にあっては、渦巻ケーシング１２を配設する第１の床１０と、その上方に設けられて減速装置２４および駆動装置２６を配設する第２の床２２とを備えた２床構造のポンプ建屋が必要である。このために、ポンプ建屋の建設費用が高いものであった。また、立軸渦巻ポンプの全体の設置高さが高いために、背丈の高いクレーンなどが組立作業に必要であり、それだけ組立作業が繁雑なものであった。さらに、減速装置２４には、潤滑油を冷却するための冷却装置などが付帯設備として必要である。
【０００５】
本発明は、上述のごとき従来の立軸渦巻ポンプの設置構造の問題点を解消すべくなされたもので、設置高さが低い立軸渦巻ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の立軸渦巻ポンプは、渦巻ケーシング内に羽根車を収容し、この渦巻ケーシングよりポンプ軸が突出する立軸渦巻ポンプにおいて、前記渦巻ケーシングの外壁に減速装置を付設し、前記渦巻ケーシングから突出する前記ポンプ軸と前記減速装置を連結し、前記渦巻ケーシングから突出する前記ポンプ軸をパッキングで突出部を水密構造とし、さらにその上方に設けた隔壁を貫通させ、前記パッキングと前記隔壁の間に空間部を形成し、前記隔壁を含んで前記減速装置のケーシングを形成し、前記空間部をその側方で外方と連通するように構成されている。
【０００７】
また、前記渦巻ケーシングの外壁から突出する前記ポンプ軸に、前記ケーシング内で前記減速装置の減速歯車列の出力段の歯車を固定配設して構成されても良い。
【０００８】
そして、前記減速装置の減速歯車列の出力段の歯車を筒状シャフトに固定配設し、前記ケーシング内で前記筒状シャフトを前記ポンプ軸に上方から挿入嵌合させるとともに連結して構成することもできる。
【０００９】
さらに、前記筒状シャフトの下端を前記隔壁に臨ませるとともに前記ポンプ軸との間に同軸心筒状の隙間を形成し、この隙間に同軸心状で筒状部材を遊嵌挿入するとともにその下端部を前記隔壁に水密構造に固定配設して構成することも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明の立軸渦巻ポンプの第１実施例の要部である渦巻ケーシングおよび減速装置の断面図である。図２は、図１の本発明の立軸渦巻ポンプの設置構造を示す図である。図３は、図１の筒状シャフトの下端部の構造を示す断面図である。
【００１１】
図１ないし図３において、第１の床１０に設けられた基礎ベース１０ａ上に渦巻ケーシング３０が配設され、この渦巻ケーシング３０の中央下部の吸込口３０ａが吸込エルボと開閉弁および吸込管を介して吸込水槽に連通されるとともに、渦巻ケーシング３０の側方の吐出口３０ｂが流量調整弁と開閉弁および吐出管を介して吐出水槽に連通されることは、従来のこの種の装置と同様である。そして、以下の構造が従来と相違する。まず、渦巻ケーシング３０の吸込口３０ａの上方の外壁に開口部３０ｃが穿設される。そして、減速装置３２のケーシング３４の下端部分がこの開口部３０ｃに水密状態に挿入嵌合して固定され、このケーシング３４の下端部分を含んで渦巻ケーシング３０の流路（渦巻状に壁面で囲まれた流路）が完成される。このケーシング３４の底部で吸込口３０ａの上方に垂直方向の貫通孔３４ａが穿設されるとともに、その周囲上方に向けて円筒状の軸受軸封部３４ｂが設けられる。そして、この軸受軸封部３４ｂに、セラミックスなどからなる水中軸受３６を介してポンプ軸３８が回転自在に軸承される。さらに、水中軸受３６の上方にはグランドパッキン４０が設けられて突出部が水密構造とされ、ポンプ軸３８を伝わって流路から流体が漏出するのが阻止される。ケーシング３４から渦巻ケーシング３０の流路内に突出するポンプ軸３８の下端部には、羽根車１８が固定されることは勿論である。そしてさらに、軸受軸封部３４ｂの上端にこれを閉塞するようにポンプ軸３８が貫通する隔壁４６が設けられる。なお、軸受軸封部３４ｂの上側部分でグランドパッキン４０より上方と隔壁４６との間に空間部４２が形成され、この空間部４２がケーシング３４の外方と連通されている。そして、ケーシング３４はこの隔壁４６を含んで形成され、空間部４２はその側方でケーシング３４の外方と連通するように形成されていて、空間部４２はケーシング３４の外側に相当する。また、ケーシング３４の下端部分の内側で軸受軸封部３４ｂの周囲が、潤滑油溜まり４４として作用する。
【００１２】
さらに、ポンプ軸３８には、上方から筒状シャフト４８が挿入嵌合され、軸継手５０、５０でポンプ軸３８とすくなくとも軸回りに相対回転しないように連結される。この筒状シャフト４８には、平歯車からなる注油ポンプ歯車５２と傘歯車からなり減速歯車列の出力段である大歯車５４が固定される。筒状シャフト４８の下端部は、隔壁４６に設けたラジアル軸受５６により回転自在に軸承される。ケーシング３４の上端部には、これを閉塞するように筒状シャフト４８が貫通する蓋体５８が設けられ、筒状シャフト４８の中間部がこの蓋体５８に設けられたスラスト軸受６０により回転自在に軸承される。さらに、ケーシング３４には、軸受部材６２により入力軸６４が適宜な軸受機構により水平方向の軸回りに回転自在に配設される。この入力軸６４のケーシング３４内の先端部には、傘歯車からなる小歯車６６が固定され、大歯車５４と噛合される。また、ケーシング３４内に、注油ポンプ歯車５２に噛合する歯車の回転により駆動される注油ポンプ６８が設けられ、その吸込管先端が潤滑油溜まり４４に溜まった潤滑油内に浸漬されるように開口され、吐出管先端が大歯車５４のギヤに向けて潤滑油を噴射するように配設される。そして、入力軸６４に、渦巻ケーシング３０が配設されたのと同じ基礎ベース１０ａ上に配設された駆動装置２６の出力軸が、軸継手を介して適宜に連結される。
【００１３】
また、筒状シャフト４８の下端部は、図３に示すごとく、その下端が隔壁６２に臨み、また下端部の内径が拡大されてポンプ軸３８との間に同軸心筒状の隙間が形成され、この隙間に同軸心状に筒状部材７０が遊嵌挿入され、この筒状部材７０の下端に設けられたフランジ部７０ａが隔壁４６に固定され、筒状部材７０の下端部が隔壁４６に対して水密構造とされる。
【００１４】
かかる構成において、駆動装置２６の回転駆動により入力軸６４が回転され、小歯車６６と大歯車５４のギヤ比により減速され、筒状シャフト４８とともにポンプ軸３８が回転駆動されて羽根車１８による揚水作用がなされる。そして、筒状シャフト４８の回転により注油ポンプ６８も駆動され、潤滑油溜まり４４に溜まった潤滑油が大歯車５４に注がれて潤滑が図られる。ここで、潤滑油溜まり４４に溜まった潤滑油は、ケーシング３４の下端部外側に流れる流体、すなわち渦巻ケーシング３０内の流路を流れる流体により冷却される。また、ポンプ軸３８の突出部を水密状態とするグランドパッキン４０により、流路内の流体が空間部４２へ漏出するのが阻止されているが、空間部４２に漏出した流体はケーシング３４の外方に排出され、減速装置３２のケーシング３４内には侵入しない。また、大歯車５４に噴射される潤滑油の一部は、筒状シャフト４８を伝わって流下するが、筒状部材７０により隔壁４６をポンプ軸３８が貫通する貫通孔に流れ込むようなことがなく、潤滑油が漏出するようなこともない。
【００１５】
さらに、本発明の立軸渦巻ポンプは、渦巻ケーシング３０の上部外壁に減速装置３２を組み付けているので、従来のこの種のポンプのごとく、減速装置の出力軸をポンプ軸に軸継手を介して連結する必要もない。しかも、駆動装置２６を渦巻ケーシング３０と同じ第１の床１０に設けた基礎ベース１０ａ上に配設するので、２床構造のポンプ建屋を必要としない。なお、渦巻ケーシング３０と駆動装置２６は、同じ第１の床１０に設けた異なる基礎ベースにそれぞれ配設されても良いことは勿論である。
【００１６】
また、ポンプ軸３８に対して、大歯車５４が固定された筒状シャフト４８を上方から挿入嵌合し軸継手５０、５０で連結して、減速装置３２を組み立てることができる。また、予め組み立てられた減速装置３２を、渦巻ケーシング３０の開口部３０ｃに上方から吊り降ろして挿入嵌合して、本発明の立軸渦巻ポンプを組み立てることもできる。
【００１７】
次に、本発明の第２実施例を図４を参照して説明する。図４は、本発明の立軸渦巻ポンプの第２実施例の要部である渦巻ケーシングおよび減速装置の断面図である。図４において、図１と同じ部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１８】
図４に示す減速装置７２が、図１に示す減速装置３２の構造と相違するところは、以下の通りである。この第２実施例にあっては、第１実施例のごとく筒状シャフト４８が設けられておらず、注油ポンプ歯車５２と減速歯車列の出力段である大歯車５４がポンプ軸３８に直接的に配設固定される。また、ポンプ軸３８の下方中間部が隔壁４６に設けたラジアル軸受５６で回転自在に軸承され、ポンプ軸３８の上端部が蓋体５８に設けたスラスト軸受６０により回転自在に軸承される。
【００１９】
かかる構成の第２実施例にあっては、第１実施例に対して、筒状シャフト４８および軸継手５０、５０が不要であり、それだけ部品点数が少なくなる。また、ポンプ軸３８に、軸継手５０、５０を配設固定するための長さ寸法が不必要になり、それだけポンプ軸３８を短くすることができる。そこで、立軸渦巻ポンプ全体の高さをより低くすることができるとともに、組立がより容易である。
【００２０】
さらに、本発明の第３実施例を図５を参照して説明する。図５は、本発明の立軸渦巻ポンプの第３実施例における減速装置の潤滑油の冷却機構を説明する図である。図５において、図１と同じ部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２１】
図５に示す第３実施例にあっては、入力軸６４にファン８０が固定され、減速装置３２のケーシング３４内を貫通してその一端がファン８０に対向して開口され他端が大気に開口されて空気管８２、８２…が配設される。そして、ファン８０とこれに対向する空気管８２、８２…の一端の開口部を覆うように、空気吸込孔が穿設された送風カバー８４が設けられる。なお、空気管８２、８２…は、ケーシング３４内で大歯車５４や小歯車６６などの邪魔にならないように配管されることは勿論である。
【００２２】
かかる構成にあっては、入力軸６４の回転駆動に伴い、ファン８０により空気管８２、８２…内を一端開口部から他端開口部へと空気が流れ、ケーシング３４内の潤滑油が冷却される。そこで、図１に示す渦巻ケーシング３０内を流れる流体により潤滑油が冷却される作用に加えて、上記ファン８０による送風による冷却作用を行うならば、潤滑油をより効果的に冷却することができる。なお、ファン８０は、入力軸６４に固定されるものに限られず、入力軸６４の回転駆動に連結されて回転される構造であっても良い。
【００２３】
そしてまた、本発明の第４実施例を図６を参照して説明する。図６は、本発明の立軸渦巻ポンプの第４実施例の要部である渦巻ケーシングおよび減速装置の断面図である。図６において、図１と同じ部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２４】
図６に示す第４実施例において、渦巻ケーシング８６は、吸込口８６ａの上方の外壁にポンプ軸３８が垂直方向に貫通する貫通孔８６ｂが穿設され、この貫通孔８６ｂの周囲上方に向けて円筒状の軸受軸封部８６ｃが設けられ、ポンプ軸３８が水中軸受８８とグランドパッキン９０により回転自在かつ水密状態に軸承される。この渦巻ケーシング８６は、それ自体で流路が完成している。そして、渦巻ケーシング８６内に突出したポンプ軸３８の下端部に羽根車１８が固定されることは勿論である。さらに、渦巻ケーシング８６の上部の外壁の外側に、減速装置９２のケーシング９４が水密状態に組み付け固定される。ここで、渦巻ケーシング８６の上部外壁の一部が、減速装置９２のケーシング９４の下端部分を形成している。また、渦巻ケーシング８６にケーシング９４を固定する割面と同じ割面で、軸受軸封部８６ｃの上に連接して空間部側壁９４ａがＯリングなどで水密状態に組み付け固定される。この空間部側壁９４ａは、ケーシング９４と一体に形成される。そして、ポンプ軸３８は、空間部側壁９４ａの上端を閉塞するように固定された隔壁９８とケーシング９４の上端を閉塞するように固定された蓋体１００により、ラジアル軸受およびスラスト軸受で適宜に回転自在に軸承される。なお、軸受軸封部８６ｃの上側部分でグランドパッキン９０より上方と隔壁９８との間で空間部側壁９４ａで部分的に囲まれて、ケーシング９４の外方と連通する空間部９６が設けられる。さらに、ポンプ軸３８には平歯車からなり減速歯車列の出力段である大歯車１０２が固定される。この大歯車１０２に噛合するように中間シャフト１０４に平歯車からなる中間歯車１０６が固定される。さらに、中間シャフト１０４に傘歯車からなる大傘歯車１０８が固定され、これに噛合するように、水平方向の軸回りに回転自在に配設された入力軸６４に、傘歯車からなる小傘歯車１１０が固定される。中間シャフト１０４および入力軸６４は、適宜に軸承されて、回転自在であることは勿論である。そして、中間シャフト１０４に注油ポンプ１１２が連結され、その吸込管先端がケーシング９４内で渦巻ケーシング８６の上部外壁上に溜まった潤滑油内に浸漬して開口され、吐出管先端が大歯車１０２のギヤに向けて潤滑油を噴射するように配設されている。
【００２５】
かかる構成にあっては、入力軸６４の回転駆動に伴い、中間シャフト１０４が回転され、さらにポンプ軸３８が回転されて、羽根車１８が回転駆動される。そして、この第４実施例にあっては、従来と同様な形状の渦巻ケーシング８６の上部外壁上に、減速装置９２を組み付けたものである。なお、軸受軸封部８６ｃは、渦巻ケーシング８６とは別体に構成し、これを水密状態に固定しても良い。この渦巻ケーシング８６と別体の軸受軸封部８６ｃは、空間部側壁９４ａと一体にケーシング９４と一体に形成されても良い。また、減速装置９２の減速歯車列は、２段階で減速するので、その減速比を適宜に設定し易い。
【００２６】
なお、上記実施例において、減速装置３２、７２、９２のケーシング３４、９４は鋳造により形成されたものであるが、これに限られず、ケーシングを鋼板の溶接により形成して、これを渦巻ケーシング３０、８６の上部外壁に組み付けても良い。また、減速装置３２、７２、９２のケーシング３４、９４が、渦巻ケーシング３０、８６と一体に鋳造されたものであっても良い。さらに、減速装置３２、７２、９２の減速歯車列は、上記実施例に限られず、水平方向に配設される入力軸６４と垂直方向に配設されるポンプ軸３８が適宜に噛合連結されれば、いかなる減速のための歯車列で構成されても良い。そして、垂直方向のポンプ軸３８に対して、入力軸６４は水平方向に突出していれば良く、実施例のごとく吐出し方向と反対側に突出するものに限られず、吐出し方向と反対側であるが横にずれて平行に突出されても良く、また吐出し方向と所定の角度で交叉する方向に突出されていても良い。そしてさらに、空間部４２、９６は、グランドパッキン４０、９０による水密構造にも係わらずにポンプ軸３８を伝わって流路から流体が漏れ出たときに、その流体が減速装置３２、７２、９２のケーシング３４、９４内に侵入せずに外方に排出されれば良く、その形状は上記実施例に限られるものでなく、また空間部４２、９６と外方を連通する構造はいかなるものであっても良い。さらにまた、ポンプ軸３８の突出部を水密構造とするには、グランドパッキン４０、９０に限られず、別の成形パッキンやメカニカルシールさらにはラビリンスパッキンなどの適宜なパッキン手段が用いられても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の立軸渦巻ポンプは構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００２８】
請求項１記載の立軸渦巻ポンプにあっては、減速装置を渦巻ケーシングの外壁に付設するので、立軸渦巻ポンプの全体の設置高さが低いものとなる。そこで、組み立てが容易である。しかも。渦巻ケーシングから突出するポンプ軸をパッキングにより水密構造としており、ポンプ軸を伝わって流路から流体が渦巻ケーシングの外側の空間部に漏れ出しても、その流体は空間部から外方に排出され、減速装置のケーシング内に侵入することがない。もって、減速装置の機械的な信頼性を高いものとすることができる。
【００２９】
請求項２記載の立軸渦巻ポンプにあっては、減速装置の減速歯車列の出力段の歯車をポンプ軸に固定するので、従来装置のごときポンプ軸と減速装置の出力軸を軸継手などを介して連結するものに比べて、部品点数が少なく、それだけ組み付けが容易である。
【００３０】
請求項３記載の立軸渦巻ポンプにあっては、ポンプ軸に対して、出力段の歯車を固定した筒状シャフトを上方から吊り降ろして挿入嵌合しさらに連結して組み付けることができ、減速装置の組立が容易である。そこで、予め製造工場などで渦巻ケーシングに減速装置のケーシングおよびポンプ軸などを組み付け、これを現場に据え付け、その後で、据え付け現場で筒状シャフトをポンプ軸に組み付けて減速装置の組立を完了させるならば、据え付け現場における作業を大幅に少なくすることができ、作業効率を高いものとすることができる。
【００３１】
請求項４記載の立軸渦巻ポンプにあっては、筒状シャフトを伝わって下に滴下する潤滑油が、筒状部材により隔壁を貫通するポンプ軸を伝わって減速装置のケーシング外に漏出することがなく、潤滑油が外部に漏れて減少する虞がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立軸渦巻ポンプの第１実施例の要部である渦巻ケーシングおよび減速装置の断面図である。
【図２】図１の本発明の立軸渦巻ポンプの設置構造を示す図である。
【図３】図１の筒状シャフトの下端部の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の立軸渦巻ポンプの第２実施例の要部である渦巻ケーシングおよび減速装置の断面図である。
【図５】本発明の立軸渦巻ポンプの第３実施例における減速装置の潤滑油の冷却機構を説明する図である。
【図６】本発明の立軸渦巻ポンプの第４実施例の要部である渦巻ケーシングおよび減速装置の断面図である。
【図７】従来の立軸渦巻ポンプを設置したポンプ場の構造図である。
【符号の説明】
１０第１の床
１２、３０、８６渦巻ケーシング
１２ａ、３０ａ、８６ａ吸込口
１８羽根車
２４、３２、７２、９２減速装置
２６駆動装置
２８、３８ポンプ軸
３０ｃ開口部
３４、９４ケーシング
３４ａ、８６ｂ貫通孔
３４ｂ、８６ｃ軸受軸封部
４０、９０グランドパッキン
４２、９６空間部
４４潤滑油溜まり
４６、９８隔壁
４８筒状シャフト
５０軸継手
５４、１０２大歯車
５８、１００蓋体
６２軸受部材
６４入力軸
７０筒状部材
７０ａフランジ部
８０ファン
８２空気管

Claims

渦巻ケーシング内に羽根車を収容し、この渦巻ケーシングよりポンプ軸が突出する立軸渦巻ポンプにおいて、前記渦巻ケーシングの外壁に減速装置を付設し、前記渦巻ケーシングから突出する前記ポンプ軸と前記減速装置を連結し、前記渦巻ケーシングから突出する前記ポンプ軸をパッキングで突出部を水密構造とし、さらにその上方に設けた隔壁を貫通させ前記パッキングと前記隔壁の間に空間部を形成し、前記隔壁を含んで前記減速装置のケーシングを形成し、前記空間部をその側方で外方と連通するように構成したことを特徴とする立軸渦巻ポンプ。
請求項１記載の立軸渦巻ポンプにおいて、前記渦巻ケーシングの外壁から突出する前記ポンプ軸に、前記ケーシング内で前記減速装置の減速歯車列の出力段の歯車を固定配設して構成したことを特徴とする立軸渦巻ポンプ。
請求項１記載の立軸渦巻ポンプにおいて、前記減速装置の減速歯車列の出力段の歯車を筒状シャフトに固定配設し、前記ケーシング内で前記筒状シャフトを前記ポンプ軸に上方から挿入嵌合させるとともに連結して構成したことを特徴とする立軸渦巻ポンプ。
請求項３記載の立軸渦巻ポンプにおいて、前記筒状シャフトの下端を前記隔壁に臨ませるとともに前記ポンプ軸との間に同軸心筒状の隙間を形成し、この隙間に同軸心状で筒状部材を遊嵌挿入するとともにその下端部を前記隔壁に水密構造に固定配設して構成したことを特徴とする立軸渦巻ポンプ。