JP4580964B2

JP4580964B2 - 立軸ポンプ

Info

Publication number: JP4580964B2
Application number: JP2007185828A
Authority: JP
Inventors: 祐治兼森
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2027-07-17
Also published as: JP2009024519A

Description

本発明は立軸ポンプに関する。

従来、立軸ポンプの高さを低減するための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減速装置を一体的に設け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。

しかし、特許文献１〜３のいずれに記載の立軸ポンプも、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に適用することについて十分な考慮がなされていない。具体的には、特許文献１〜３のいずれに記載の立軸ポンプも、主軸を支持する軸受の信頼性向上に関して特段の考慮はなされていない。

また、特許文献１，２にいずれに記載の立軸ポンプにおいても、減速装置は吐出エルボに配置されているので、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の発生する振動や騒音が大きくなる傾向がある。

さらに、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。

さらにまた、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あるため、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のケーシング全体を水槽から引き上げる必要がある。

特許第３３０６７４９号明細書特許第３６２３１３５号明細書特開２００１−７３９８２号公報

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、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にも適用でき、減速装置の振動及び騒音を低減でき、かつメンテナンスも容易な立軸ポンプを提供することを課題とする。

本発明は、鉛直方向に延びて下端側に吸込口を有する揚水管と、この揚水管内で鉛直方向に延び、かつ下端側に羽根車が固定された主軸と、前記揚水管の上端側に配置された吐出エルボとを備える立軸ポンプにおいて、据付床に固定され、上端側に前記吐出エルボが連結され、かつ下端側に前記揚水管の上端側が連結された直管状の吊り下げ管を備え、前記吊り下げ管内に内蔵された第１の部分と、前記吊り下げ管の管壁を貫通し、一端が前記第１の部分に接続されて他端が前記吊り下げ管の外部に配置された第２の部分と、前記吊り下げ管の外側に配置されて前記第２の部分の他端に接続された第３の部分とを有するケーシングと、上端側が前記第１の部分内に配置される一方、下端側が前記ケーシングの外部に位置して前記主軸の上端と連結された鉛直方向に延びる出力軸と、一端が前記第３の部分内に配置される一方、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た水平方向に延びる入力軸と、前記ケーシング内に配置されて前記原動機側から前記入力軸に入力された回転を前記出力軸に伝達する動力伝達機構を備える、減速装置と、前記主軸を取り囲むように前記揚水管内に配置され、上端側が前記減速装置のケーシングの第１の部分の下端に連結されて前記減速装置のケーシングの内部と連通し、下端側が液密状態で封鎖され、前記主軸を支持する第１の軸受と前記減速装置の出力軸を支持する第２の軸受とが収容され、かつ第１の潤滑油が充填された第１の潤滑油室を前記減速装置の第１の部分の内部と共に形成する保護管と、上端が前記減速装置のケーシングの第１の部分に接続される一方、下端が保護管の下端側に接続された潤滑油循環経路と、前記主軸又は出力軸に設けられ、前記潤滑油循環路の上端側から下端側を経て前記第１の潤滑油室を上昇して前記潤滑油循環路の上端側に戻る潤滑油流れを発生させる、潤滑油循環機構と、を備えることを特徴とする、立軸ポンプを提供する。

主軸を支持する第１の軸受と減速装置の主力軸を支持する第２の軸受は、潤滑油循環経路と潤滑油循環機構により第１の潤滑油が循環される第１の潤滑油室内に配置されている。そのため、軸受の許容荷重が増大すると共に信頼性が高まり、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、減速装置のケーシングは第１の部分が吊り下げ管内に内蔵され、第２の部分が吊り下げ管を貫通し、かつ第３の部分は吊り下げ管の外部に配置されている。そのため、減速装置のケーシングの最上部を吐出エルボの最上部以下の高さに設定でき、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。

さらに、据付床に固定された吊り下げ管に減速装置のケーシングが配置されており、吐出エルボに減速装置のケーシングが配置されている場合と比較すると、減速装置は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減速装置が発生する振動や騒音を低減できる。また、減速装置のケーシングの第１の部分は吊り下げ管内に内蔵されていることによって、立軸ポンプの作動時に減速装置が発生する騒音を低減できる。

さらにまた、減速装置のケーシングの第１の部分は、水流の向き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ではなく、直管状の吊り下げ管内に配置されている。そのため、吐出エルボ内に流体抵抗を増加させる突起等の障害物が存在せず、吐出エルボ内での圧力損失を低減できるので、ポンプ効率を高めることができる。吊り下げ管と減速装置のケーシングの間の流路断面積を揚水管の流路断面積に対して最適に設定することにより、具体的にはこれらの流路断面積を等しく設定することにより圧力損失を低減できる。

具体的には、前記ケーシングの第１の部分の内部に、隔壁で仕切られた上側室と下側室が形成され、前記下側室は前記第２の軸受を収容すると共に、前記第１の潤滑油室の一部を構成し、前記上側室は、前記ケーシングの第２の部分及び第３の部分の内部と共に、第２の潤滑油が充填された第２の潤滑油室を構成する。

前記第１の潤滑油室内の前記第１の潤滑油の圧力と前記揚水管、前記吊り下げ管、及び前記吐出エルボ内の揚水の流路の静圧との差圧に応じて変形し、前記第１の潤滑油の圧力を前記流路内の静圧と等しくなるように前記第１の潤滑油室の体積を変化させる自動調圧装置をさらに備えることが好ましい。

この自動調圧装置を設けることで、第１の潤滑油室と揚水の流路の圧力差によって流路へ第１の潤滑油が漏洩するのを防止できる。また、この圧力差によって流路から第１の潤滑油室へ水分が侵入するのを防止できる。

前記第１の潤滑油室に充填された前記第１の潤滑油は生分解性の潤滑油であることが好ましい。

第１の潤滑油として生分解性の潤滑油を採用すれば、第１の潤滑油室から流路への第１の潤滑油の漏洩が発生した場合にも第１の潤滑油は速やかに流路の揚水中に分解するので、第１の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。

本発明の立軸ポンプでは、主軸を支持する第１の軸受と減速装置の主力軸を支持する第２の軸受は、潤滑油循環経路と潤滑油循環機構により第１の潤滑油が潤滑される第１の潤滑油室内に配置されているので、軸受の許容荷重が増大すると共に信頼性が高まり、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、減速装置のケーシングは第１の部分が吊り下げ管内に内蔵され、第２の部分が吊り下げ管を貫通し、かつ第３の部分は吊り下げ管の外部に配置されている。そのため、減速装置のケーシングの最上部を吐出エルボの最上部以下の高さに設定でき、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、原動機を据付床の上方に設けた別の床の設置する必要も、据付床上に設置した大型で高さの高い架台上に原動機を設置する必要もない。

さらに、吐出エルボに減速装置のケーシングが配置されている場合と比較すると減速装置は据付床に近接して配置され、かつ減速装置のケーシングの第１の部分は吊り下げ管内に内蔵されているため、立軸ポンプの作動時に減速装置が発生する振動や騒音を低減できる。

さらにまた、減速装置のケーシングの第１の部分は、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ではなく、直管状の吊り下げ管内に配置されているため、吐出エルボ内における圧力損失を低減することができ、ポンプ効率を高めることができる。

自動調圧装置を設けることにより、減速装置のケーシングから吊り下げ管内の流路への潤滑油の漏洩や、吊り下げ管内の流路からケーシング内への水分の侵入を防止できる。

第１の潤滑油として生分解性の潤滑油を採用することで、潤滑油流出による環境への影響を最低限に抑えることができる。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図３は本発明の第１実施形態にかかる立軸ポンプ１を示す。立軸ポンプ１のポンプケーシング２は水槽３の上方に設けられた据付床４に固定されている。また、ポンプケーシング２は、鉛直方向に延びる直管状の揚水管６、揚水管６の下端に連結されたベーンケーシング７、及びベーンケーシング７の下端に連結されて下端が吸込口８ａを構成するベルマウス８を備える。さらに、ポンプケーシング２は後に詳述する吊り下げ管９を介して揚水管６の上端側に連結された吐出エルボ１０を備える。吐出エルボ１０は上端の吐出口１０ａ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１０ａは吐出水槽側への配管（図示せず）に連結されている。

ポンプケーシング２内には、鉛直方向に延びる主軸１１がカットレス軸受、セラミック軸受等のすべり軸受である軸受(第１の軸受)１２Ａ，１２Ｂによって回転自在に支持されている。ベーンケーシング７内に位置している主軸１１の下端には、羽根車１３が固定されている。一方、揚水管６の上端付近に位置している主軸１１の上端は、カップリング１４を介して後述する減速装置１６の出力軸２１に連結されている。

主軸１１の下端側の軸受１２Ａは、ガイドーベーン１０１の先端側に先端に連結された両端開口のフレーム１０２内のホルダ１０３Ａに取り付けられている。一方、主軸１１の上端側の軸受１２Ｂは揚水管６に固定されたホルダ１０３Ｂに取り付けられている。

吊り下げ管９は両端開口の直管状であり、上端に吐出エルボ１０が固定されたフランジ９ａを備え、下端側に揚水管６を吊り下げるためのフランジ９ｂを備える。下側のフランジ９ｂの外側には据付床４への固定のためのベースプレート９ｃが一体的に設けられている。据付床４にはポンプケーシング２を挿通させるための貫通孔４ａが形成されている。ベースプレート９ｃはこの貫通孔４ａの孔縁付近で据付床４に固定されている。吊り下げ管９のフランジ９ｂに固定された揚水管６は貫通孔４ａに挿通されて水槽３の底部へ向けて延びている。図２において９ｄはフランジ９ｂに設けられた揚水管６との連結のためのボルト（図示せず）を挿通するボルト孔であり、９ｅはベースプレート９ｃに設けられた据付床４への固定のためのボルト（図示せず）を挿通するボルト孔である。

据付床４には図示しない原動機が配置されており、この原動機の出力軸は水平方向に延びている。立軸ポンプ１は、原動機の出力軸の回転を減速して主軸１１に伝達し、回転軸の方向を水平方向から鉛直方向に変換するための減速装置１６を備える。換言すれば、減速装置１６は駆動力伝達方向の変換機としても機能する。

減速装置１６のケーシング１７は、吊り下げ管９と一体的に設けられており、その内部は大気及びポンプケーシング２内の流水に対して密封されている。ケーシング１７は、吊り下げ管５内に内蔵された第１の部分１８、吊り下げ管９の管壁を貫通する第２の部分１９、及び吊り下げ管５の外側に配置された第３の部分２０を備える。

ケーシング１７の第１の部分１８は鉛直方向に延びる円筒状部の上下両端に半球殻状部を備える。また、第１の部分１８は円筒状部の軸線が吊り下げ管９内の流路（断面円形）の軸線と一致するように配置されている。かかる第１の部分１８の形状及び配置により、吊り下げ管９内の第１の部分１８を内蔵したことによる流路抵抗の増加は最小限に抑制されている。なお、上側の円筒状部は吐出エルボ１０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１０は鉛直方向に延びる直管状である。すなわち、吐出エルボ１０が鉛直方向から水平方向へ湾曲している個所まではケーシング１７の第１の部分１８は突出していない。

ケーシング１７の第２の部分１９は水平方向に延びる円筒状部であり、吊り下げ管９の管壁の上端付近を貫通している。第２の部分１９の一端（図において右側の端部）は吊り下げ管９内に位置しており、第１の部分１８に接続されている。第２の部分１９の他端（図において左側の端部）は吊り下げ管９の外側に位置しており、第３の部分２０に接続されている。

ケーシング１７の第３の部分２０は概ね直方体の中空箱状であり、その底壁は吊り下げ管９の下側のフランジ９ａにより構成され、かつ側壁のうち図１において右側下方の部分は吊り下げ管９の管壁により構成されている。

減速装置１６の出力軸２１は鉛直方向に延び、上端はケーシング１７の第１の部分１８内に配置され、下端は第１の部分１８から下方に突出して揚水管６内に位置している。出力軸２１の下端は前述のようにカップリング１４によって主軸１１の上端に連結されている。出力軸２１はカットレス、セラミック軸受等のすべり軸受である軸受（第２の水中軸受）１２Ｃにより回転自在に支持され、中空シャフト２２とボール軸受２３Ａによってスラスト方向に位置決めされている。

減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８の内部は、隔壁１８ａにより上側室１８ｂと下側室１８ｃに仕切られている。出力軸２１はこの隔壁１８ａを貫通して下向きに延びている。隔壁１８ａの出力軸２１が貫通する部分には軸封装置２４Ａが取り付けられており、上側室１８ｂと下側室１８ｃとは互いに液密状態で仕切られている。上側室１８ｂ内には、中空シャフト２２とボール軸受２３に加え、後述するカサ歯車２９Ａ，２９Ｂは収容されている。一方、下側室１８ｃ内には軸受１２Ｃが収容されている。

減速装置１６の入力軸２６は水平方向に延び、ケーシング１７の第３の部分２０内の２つのボール軸受２３Ｂ，２３Ｃによって回転自在に支持されている。入力軸２６は、一端（図において右側の端部）がケーシング１７の第３の部分２０内に配置され、他端（図において左側の端部）がケーシング１７の外部に配置されている。この入力軸２６の他端が前述のように原動機に連結されている。第３の部分２０の入力軸２６が貫通する部分には軸封装置２４Ｂが取り付けられている。

本実施形態では、原動機から入力軸２６に入力された回転を減速して出力軸２１に伝達する動力伝達機構は、一対の平歯車２７Ａ，２７Ｂ、中間軸２８、及び一対のカサ歯車２９Ａ，２９Ｂにより構成されている。まず、入力軸２６の一端に平歯車２７Ａが固定されている。この平歯車２７Ａと噛合する平歯車２７Ｂは水平方向に延びる中間軸２８の一端に固定されている。中間軸２８は、ケーシング１７の第３の部分２０内のボール軸受２３Ｄと、第２の部分１９内の２つのボール軸受２３Ｅ，２３Ｆにより回転自在に支持されている。中間軸２８の他端に固定されたカサ歯車２９Ａは出力軸２１の上端に固定されたカサ歯車２９Ｂと噛合している。入力軸２６に入力された原動機の回転は、平歯車２７Ａ、平歯車２７Ｂ、中間軸２８、カサ歯車２９Ａ、及びカサ歯車２９Ｂを経て出力軸２１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水平方向から垂直方向に変換される。

揚水管６内には主軸１１と出力軸２１を間隔をあけて取り囲む保護管１０４Ａ，１０４Ｂが配置されている。下側の保護管１０４Ａは、下端側がフレーム１０２の上端に液密状態で取り付けられ、上端がホルダ１０３Ｂ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１０４Ｂは、下端側がホルダ１０３Ｂの上端に液密状態で取り付けられ、上端が減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８の下端に液密状態で取り付けられている。ケーシング１７の第１の部分１８の下端には開口１８ｄが形成されており、第１の部分１８内の下側室１８ｃと保護管１０４Ａ，１０４Ｂの内部が連通している。一方、保護管１０４Ａの下端側はホルダ１０３Ａの下端に取り付けられた軸封措置２４Ｃにより液密状態で封鎖されている。

保護管１０４Ａ，１０４Ｂの内部と減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８のうち下側室１８ｃとにより第１の潤滑油室１１０Ａが形成されている。一方、減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８のうち上側室１８ｂと、ケーシング１７の第２の部分１９及び第３の部分２０の内部とにより第２の潤滑油室１１０Ｂが形成されている。第１の潤滑油室１１０Ａと第２の潤滑油室１１０Ｂとは軸封装置２４Ａにより液密状態で違いに仕切られている。

第１の潤滑室１１０Ａには生分解性の潤滑油（第１の潤滑油）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。一方、第２の潤滑室１１０Ｂには生分解性でない通常の潤滑油（第２の潤滑油）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。

上端側が減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８のうち下側室１８ｂに接続される一方、下端が保護管１０４Ａの下端側（ホルダ１３Ａの内部の軸封装置２４Ｃと軸受１２Ａの間の領域）に接続された潤滑油管路（潤滑油循環経路）１０５が設けられている。この潤滑油管路１０５には、据付床４より上方に位置する部分に、開閉用のバルブ３７とオイルフィルタ１３７が介設されている。潤滑油管路１０５にも第１の１１０Ａと同じ生分解性潤滑油が充填されている。

出力軸２１の保護管１０３Ｂとケーシング１６の接続部位の付近に、羽根（潤滑油循環機構）１０８が設けられている。この羽根１０８は主軸１１に設けてもよい。立軸ポンプ１の運転時の主軸１１及び出力軸２１の回転と共に、羽根１０８が回転する。この羽根１０８の回転により、第１の潤滑油室１１０Ａ内を生分解性潤滑油が循環する。具体的には、羽根１０８の回転により、潤滑油管路１０５の上端側から下端側へ流れ、軸受１２Ａよりも下方で第１の潤滑油室１１０Ａ内に流入し、さらに第１の潤滑油室１１０Ａを上昇して軸受１２Ａ〜１２Ｃを介して潤滑油管路１０５の上端側に戻る潤滑油流れが発生する。

以上の構成を備える本実施形態の立軸ポンプ１には以下の特徴がある。

まず、軸受１２Ａ〜１２Ｃは、潤滑油管路１０５と羽根１０８により第１の潤滑油が循環される第１の潤滑油室１１０Ａ内に配置されている。そのため、軸受１２Ａ〜１２Ｃの許容荷重が増大すると共に信頼性が高まり、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、減速装置１６のケーシング１７は第１の部分１８が吊り下げ管９内に内蔵され、第２の部分１９が吊り下げ管を貫通し、かつ第３の部分２０は吊り下げ管９の外部に配置されている。そのため、減速装置１６のケーシング１７の最上部を吐出エルボ１０の最上部以下の高さに設定でき、据付床４からの立軸ポンプ１の高さを低く抑えることができる。従って、原動機を据付床４の上方に設けた別の床の設置する必要も、据付床４上に設置した大型で高さの高い架台上に原動機を設置する必要もない。

次に、据付床４に固定された吊り下げ管９に減速装置１６のケーシング１７が配置されており、吐出エルボ１０に減速装置のケーシングを配置する場合と比較すると、減速装置１６は据付床４に近接して配置されている。そのため、立軸ポンプ１の作動時に減速装置１６が発生する振動や騒音を低減できる。また、減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８は吊り下げ管９内に内蔵されている（揚水される水の流れの中に配置されている）ので、この点でも立軸ポンプ１の作動時に減速装置１６が発生する騒音が低減される。

さらに、減速装置１６のケーシング１７の第１の部分１８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１０内ではなく、直管状の吊り下げ管９内に配置されている。そのため、吐出エルボ１０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１０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。吊り下げ管９と減速装置１６のケーシング１７の間の流路断面積５１を揚水管６の流路断面積５０に対して最適に設定することにより圧力損失を低減できる。具体的には、図１及び図２ではこれらの流路断面積５０，５１の大小関係を模式的に示しているが、吊り下げ管９と減速装置１６のケーシング１７の間の流路断面積５１を揚水管６の流路断面積５０と等しく設定することにより圧力損失を低減できる。

さらにまた、第１の潤滑油室１１０Ａと潤滑油管路１０５には生分解性潤滑油を充填しているので、潤滑油管路１０５７第１の潤滑油室１１０Ａから水槽３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。

第１の潤滑油室１１０Ａ内の生分解性潤滑油の圧力を吊り下げ管９内の流路の静圧と等しく維持するための自動調圧装置３３Ａが設けられている。この自動調圧装置３３Ａ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。圧力導入管の一端はケーシング１７の第１の部分１８の上側部分を貫通して第１の潤滑油室１１０Ａと吊り下げ管９内の流路を連通させ貫通孔に取り付けられている。圧力導入管の他端にベローズの開口端が取り付けられている。ベローズは金属等からなる筒体に内側から圧力をかけることで間隔をあけて複数の環状突出部を形成したものでも、薄厚で波付きの複数の円環状の板材を内縁と外縁を交互に繋ぎ合わせて形成したものでもよい。

ベローズの閉鎖端の一方側（図において左側）には第１の空間３１Ａ内の潤滑油の圧力が作用する。また、ベローズの閉鎖端の他方側（図において右側）には圧力導入管を介して吊り下げ管９内の流路の静圧が作用する。換言すれば、ベローズ３５の閉鎖端には潤滑油の圧力と流路の静圧の差圧が作用する。なお、圧力導入管の一端を接続した貫通孔はケーシング１７の第１の部分１８の円筒状部に設けており、吊り下げ管９内の流路における水の流れ方向に対して直交する開口している。これにより、ベローズ３５の閉鎖端の他方側には、静圧は作用するが動圧は殆ど作用しない。

潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合っている状態から潤滑油の圧力が流路の静圧よりも高い状態に変化すると、ベローズは差圧に応じた量だけ縮むので、第１の潤滑油室１１０Ａの容積が増大する。その結果、第１の潤滑油室１１０Ａ内の潤滑油の圧力が低下し、潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合った状態に戻る。逆に、潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合っている状態から流路の静圧が潤滑油の圧力よりも高い状態に変化すると、ベローズは差圧の大きさに応じた量だけ延びるので、第１の潤滑油室１１０Ａの容積が減少する。その結果、第１の潤滑油室１１０Ａ内の潤滑油の圧力が上昇し、潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合った状態に戻る。このように自動調圧装置３３Ａによって第１の潤滑油室１１０Ａ内の生分解性潤滑油の圧力と流路の静圧が釣り合った状態で維持できる。そのため、第１の潤滑油室１１０Ａから吊り下げ管９内の流路への潤滑油の漏洩（潤滑油の圧力が流路の静圧よりも高いことに起因して起こる。）を防止できる。また、吊り下げ管９内の流路から第１の潤滑油室１１０Ａへの水分の侵入（流路の静圧が潤滑油の圧力よりも高いことに起因して起こる。）を防止できる。

第２の潤滑油室１１０Ｂ内の圧力を自動調節するために、前述の自動調圧装置３３Ａと同一の構造の自動調圧装置３３Ｂが設けられている。この自動調圧装置３３Ｂ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。圧力導入管の一端はケーシング１７の第１の部分１８の上側の円筒状部の下側部分を貫通して第２の潤滑油室１１０Ｂと吊り下げ管９内の流路を連通させている貫通孔に取り付けられている。ベローズの閉鎖端には第２の潤滑油室１１０Ｂ内の潤滑油の圧力と流路の静圧の差圧が作用し、それに応じてベローズ３５が伸縮することで、第２の潤滑油室１１０Ｂ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できる。これにより第２の潤滑油室１１０Ｂ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の潤滑油室１１０Ｂへの水分の侵入を防止できる。

（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態の立軸ポンプ１を示す。本実施形態では吊り下げ管９の構造に第１実施形態と異なる点がある。具体的には、ベースプレート９ｃは吊り下げ管９の上側のフランジ９ａに一体的に設けられている。そして、吊り下げ管９自体が据付床４の貫通孔４ａに挿通されて水槽３の底部へ向けて延びている。

また、本実施形態では原動機から入力軸２６に入力された回転を出力軸２１に伝達する動力伝達機構が第１実施形態と異なる。本実施形態では、動力伝達機構は、３対のカサ歯車４１Ａ〜４１Ｆと２本の中間軸４２Ａ，４２Ｂにより構成されている。まず、入力軸２６の一端にカサ歯車４１Ａが固定されている。このカサ歯車４１Ａと噛合するカサ歯車４１Ｂは鉛直方向に延びる第１の中間軸４２Ａの上端に固定されている。第１の中間軸４２Ａは、ケーシング１７の第３の部分２０内に収容されており、２つのボール軸受２３Ｇ，２３Ｈによって回転自在に支持されている。第１の中間軸４２Ａの下端にはカサ歯車４１Ｃが固定されている。このカサ歯車４１Ｃと噛合するカサ歯車４１Ｄは水平方向に延びる第２の中間軸４２Ｂの一端に固定されている。第２の中間軸４２Ｂは、一端が第３の部分２０に配置されているが、第２の部分１９を貫通して他端が第１の部分１８内に配置されている。第２の中間軸４２Ｂは、第２の部分１９内のボール軸受２３Ｉ，２３Ｊにより回転自在に支持されている。第２の中間軸４２Ｂの他端に固定されたカサ歯車４１Ｅは出力軸２１の上端に固定されたカサ歯車４１Ｆに噛合している。入力軸２６に入力された原動機からの回転は、カサ歯車４１Ａ、カサ歯車４１Ｂ、第１の中間軸４２Ａ、カサ歯車４１Ｃ、カサ歯車４１Ｄ、第２の中間軸４２Ｂ、カサ歯車４１Ｅ、及びカサ歯車４１Ｆを経て出力軸２１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水平方向から垂直方向に変換される。

その他、自動調圧装置３３Ａの圧力導入管の一端がケーシング１７の第１の部分１８の上側の半球殻状部の貫通孔に接続されている点を除き、第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様である。よって、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本発明は前記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、第１の潤滑油室１１０Ａや第２の潤滑油室１１０Ｂ内に封入された潤滑油の成分を常時又は一定の時間間隔で分析する機構を設け、それによって各種軸受等の摩耗や故障発生の有無を監視してもよい。また、本発明は立軸ポンプに限定されず、横軸ポンプにも適用できる。

本発明の第１実施形態にかかる立軸ポンプを示す縦断面図。図１のII−II線での断面図。本発明の第２実施形態にかかる立軸ポンプを示す縦断面図。

符号の説明

１立軸ポンプ
２ポンプケーシング
３水槽
４据付床
４ａ貫通孔
６揚水管
７ベーンケーシング
８ベルマウス
８ａ吸込口
９吊り下げ管
９ａ，９ｂフランジ
９ｃベースプレート
９ｄ，９ｅボルト孔
１０吐出エルボ
１０ａ吐出口
１１主軸
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ軸受
１３羽根車
１４カップリング
１６減速装置
１７ケーシング
１８第１の部分
１８ａ円筒状部
１８ｂ，１８ｃ半球殻状部
１８ｄ，１８ｅ貫通孔
１９第２の部分
２０第３の部分
２１出力軸
２２中空シャフト
２３Ａ〜２３Ｋボール軸受
２４Ａ〜２４Ｃ軸封装置
２６入力軸
２７Ａ，２７Ｂ平歯車
２８，４２Ａ，４２Ｂ中間軸
２９Ａ，２９Ｂ，４１Ａ〜４１Ｆカサ歯車
３１Ａ第1の空間
３１Ｂ第２の空間
３３Ａ，３３Ｂ自動調圧装置
３７仕切弁
５０，５１流路断面積

Claims

鉛直方向に延びて下端側に吸込口を有する揚水管と、この揚水管内で鉛直方向に延び、かつ下端側に羽根車が固定された主軸と、前記揚水管の上端側に配置された吐出エルボとを備える立軸ポンプにおいて、
据付床に固定され、上端側に前記吐出エルボが連結され、かつ下端側に前記揚水管の上端側が連結された直管状の吊り下げ管を備え、
前記吊り下げ管内に内蔵された第１の部分と、前記吊り下げ管の管壁を貫通し、一端が前記第１の部分に接続されて他端が前記吊り下げ管の外部に配置された第２の部分と、前記吊り下げ管の外側に配置されて前記第２の部分の他端に接続された第３の部分とを有するケーシングと、上端側が前記第１の部分内に配置される一方、下端側が前記ケーシングの外部に位置して前記主軸の上端と連結された鉛直方向に延びる出力軸と、一端が前記第３の部分内に配置される一方、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た水平方向に延びる入力軸と、前記ケーシング内に配置されて前記原動機側から前記入力軸に入力された回転を前記出力軸に伝達する動力伝達機構を備える、減速装置と、
前記主軸を取り囲むように前記揚水管内に配置され、上端側が前記減速装置のケーシングの第１の部分の下端に連結されて前記減速装置のケーシングの内部と連通し、下端側が液密状態で封鎖され、前記主軸を支持する第１の軸受と前記減速装置の出力軸を支持する第２の軸受とが収容され、かつ第１の潤滑油が充填された第１の潤滑油室を前記減速装置の第１の部分の内部と共に形成する保護管と、
上端が前記減速装置のケーシングの第１の部分に接続される一方、下端が保護管の下端側に接続された潤滑油循環経路と、
前記主軸又は出力軸に設けられ、前記潤滑油循環路の上端側から下端側を経て前記第１の潤滑油室を上昇して前記潤滑油循環路の上端側に戻る潤滑油流れを発生させる、潤滑油循環機構と、
を備えることを特徴とする、立軸ポンプ。
前記ケーシングの第１の部分の内部に、隔壁で仕切られた上側室と下側室が形成され、
前記下側室は前記第２の軸受を収容すると共に、前記第１の潤滑油室の一部を構成し、
前記上側室は、前記ケーシングの第２の部分及び第３の部分の内部と共に、第２の潤滑油が充填された第２の潤滑油室を構成することを特徴とする、請求項１に記載の立軸ポンプ。
前記第１の潤滑油室内の前記第１の潤滑油の圧力と前記揚水管、前記吊り下げ管、及び前記吐出エルボ内の揚水の流路の静圧との差圧に応じて変形し、前記第１の潤滑油の圧力を前記流路内の静圧と等しくなるように前記第１の潤滑油室の体積を変化させる自動調圧装置をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の立軸ポンプ。
前記第１の潤滑油室に充填された前記第１の潤滑油は生分解性の潤滑油であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。