(57)【要約】【課題】潤滑不良が生じにくくポンプ性能が低下しない立軸遠心ポンプを提供する。【解決手段】ポンプケーシング１と、ポンプケーシング１を下端に取付けて立向きに設けられている中空筒の支持コラム４と、ポンプケーシング１内で回転する羽根車２と、羽根車２を下端に取付けて支持コラム内４に立向きに挿入されている駆動軸３と、支持コラム４に取付けられて駆動軸３を回転自在に支持する液中軸受８とからなり、ポンプケーシング１における羽根車２の後方の後ケーシング１２には、支持コラム４の内部に通ずるバランスホール３１が形成されている。ポンプケーシング１に設けたバランスホール３１から高圧液が支持コラム４内に導入されて、その高圧液が液中軸受８を潤滑する。このため、オリフィス部が不要となり異物によるオリフィス部閉塞を防止でき内部循環量は増えないのでポンプ性能が低下しない。【選択図】図１
2014202143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシングと、
該ポンプケーシングを下端に取付けて立向きに設けられている中空筒の支持コラムと、
前記ポンプケーシング内で回転する羽根車と、
該羽根車を下端に取付けて前記支持コラム内に立向きに挿入されている駆動軸と、
前記支持コラムに取付けられて前記駆動軸を回転自在に支持する液中軸受とからなり、
前記ポンプケーシングにおける前記羽根車の後方の後ケーシングには、前記支持コラムの内部に通ずるバランスホールが形成されている
ことを特徴とする立軸遠心ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプケーシングと前記羽根車の間には、羽根車の前方に位置する前方ウエアリングと後方に位置する後方ウエアリングとが設けられており、
前記バランスホールは、前記後方ウエアリングの内側から前記支持コラム内に高圧液を導出する位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の立軸遠心ポンプ。
【請求項３】
前記複数個の液中軸受が、複数個のブラケットにより前記支持コラム内に取付けられており、
前記各ブラケットには前記バランスホールから導入された高圧液を通す通孔が形成されており、
前記支持コラムの上方部分には該支持コラム内に導入された自液を外部に出す排出孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の立軸遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸遠心ポンプに関する。さらに詳しくは、羽根車に回転動力を伝える駆動軸を立置きにしており、その駆動軸を液中軸受で支持する構造の立軸遠心ポンプに関する。かかる構造の立軸遠心ポンプは、タンクや移送用ピット、排油水槽、ドレーン槽などに挿入されて液の汲み上げに用いるのが代表的な用途であるが、これらの用途以外にも本発明の適用が可能である。
【背景技術】
【０００２】
立軸遠心ポンプは各種液中に装入されて使用されるため、羽根車に回転動力を伝える駆動軸の支持には液中軸受が使われることが多い。
この液中軸受の潤滑には、従来よりチューブで軸受に外部または吐出ラインから潤滑液を供給することで行っている（非特許文献１）。
【０００３】
上記した吐出ラインからの自液を軸受に供給する従来技術を図４および図５に基づき説明する。
１０１は羽根車、１０２はケーシング、１０３は駆動軸、１０４は液中軸受である。駆動軸１０３の周囲には中空のコラム１０５が配置され、潤滑用の吐出液が流れるようになっている。液中軸受１０４はブラケットによりコラム１０５内に取付けられている。この液中軸受１０４は、駆動軸１０３の外周面との間に潤滑液が通過する隙間を有する公知の構造を有しており、潤滑液の通過により潤滑されるようになっている。
【０００４】
ケーシング１０２から延びる吐出管１０７の適所からはチューブ１０８でコラム１０５に吐出液を供給するようになっている。またチューブ１０８には、流量を制限するためのオリフィス１０９が介装されている。
吐出管１０７内を通る吐出液の一部はチューブ１０８を介してコラム１０５内に導入され、その吐出液はコラム１０５内を上から下に流れて最終的には、羽根車１０１の後壁に形成されたバランスホール１１１を通って羽根車１０１の前面に入り、再び吐出されていく。
このように、ポンプの吐出液（自液ともいう）を循環させることにより、液中軸受の潤滑を行っている。
【０００５】
しかるに、上記従来例には、つぎのような問題がある。
（１）チューブ１０８を用いた注水ラインの流量を制限するためにオリフィス１０９が必要となり、そのオリフィス１０９が異物により閉塞すると、潤滑不良となる恐れがある。
（２）吐出管１０７から軸受潤滑のための自液を抜いているため、内部循環量が増える分、ポンプの性能が低下する。
（３）バランスホール１１１は、本来は軸スラスト力を低減する目的で用いるものであるが、バランスホール１１１から羽根車１０１の入口部への流れが羽根車入口の流れを乱すことにより性能が低下する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】遠心ポンプの設計と応用（CENTRIFUGAL PUMPS Design &Application）  ガルフ出版会社(Gulf Publishing Company)２版  １９８６年４月  ２１０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、潤滑不良が生じにくくポンプ性能が低下しない立軸遠心ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の立軸遠心ポンプは、ポンプケーシングと、該ポンプケーシングを下端に取付けて立向きに設けられている中空筒の支持コラムと、前記ポンプケーシング内で回転する羽根車と、該羽根車を下端に取付けて前記支持コラム内に立向きに挿入されている駆動軸と、前記支持コラムに取付けられて前記駆動軸を回転自在に支持する液中軸受とからなり、前記ポンプケーシングにおける前記羽根車の後方の後ケーシングには、前記支持コラムの内部に通ずるバランスホールが形成されていることを特徴とする。
第２発明の立軸遠心ポンプは、第１発明において、前記ポンプケーシングと前記羽根車の間には、羽根車の前方に位置する前方ウエアリングと後方に位置する後方ウエアリングとが設けられており、前記バランスホールは、前記後方ウエアリングの内側から前記支持コラム内に高圧液を導出する位置に形成されていることを特徴とする。
第３発明の立軸遠心ポンプは、第１または第２発明において、前記複数個の液中軸受が、複数個のブラケットにより前記支持コラム内に取付けられており、前記各ブラケットには前記バランスホールから導入された高圧液を通す通孔が形成されており、前記支持コラムの上方部分には該支持コラム内に導入された自液を外部に出す排出孔が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、ポンプケーシングに設けたバランスホールから高圧液が支持コラム内に導入されて、その高圧液が液中軸受を潤滑する。このため、従来必要であった吐出管からの配管やチューブ、オリフィス部が不要となり、異物によるオリフィス部閉塞を本質的に防止できる。また、吐出管からの自液を用いないため、内部循環量は増えないのでポンプ性能が低下しない。
第２発明によれば、羽根車のバランスホールが不要となり、羽根車入口の流れが乱れないため性能が向上する。
第３発明によれば、駆動軸が長く、複数個の液中軸受を用いている発明でも、高圧液が通孔を経て下から上へ流れていき、全ての液中軸受を潤滑できる。また、上方部分の排出孔から外部へ高圧液が出ていくので、高圧液が常時流れていき、液中軸受の潤滑が能率よく行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る立軸遠心ポンプの全体断面図である。
【図２】図１の立軸遠心ポンプの要部断面図である。
【図３】図１の立軸遠心ポンプの使用状態説明図である。
【図４】従来技術に係る立軸遠心ポンプの全体断面図である。
【図５】図４の従来技術の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図１〜図３に基づき説明する。
１はポンプケーシング、２は羽根車、３は駆動軸である。羽根車２はポンプケーシング１内で回転可能に装入されており、駆動軸３により回転動力を与えるようになっている。駆動軸３は立向きに設置されており、支持コラム４の内部に入れられている。
駆動軸３が立置きであり、羽根車２の回転で液体に遠心力を与えて吸込み吐出することから、この形式のポンプは立軸遠心ポンプといわれる。
【００１２】
前記ポンプケーシング１は、支持コラム４の下端に取付られ設置基盤４０から垂下されている。羽根車２は、駆動軸３の下端に取付けられている。また、駆動軸３の上端は継手５を介してモータ等の駆動源に接続されている。
ポンプケーシング１の吸込側にはストレーナ６が接続され、吐出側には吐出管７が接続されている。
【００１３】
駆動軸３の適所、図示の実施形態では２カ所に液中軸受８が取付けられている。この液中軸受８は軸受内面に数個所（たとえば円周方向に３個所）の小さな凹みがあり、その凹みと駆動軸３と外面との間の隙間を液が流れることによって潤滑される公知の軸受である。これらの液中軸受８はそれぞれブラケット９で支持コラムに取付られている。なお、ブラケット９は支持コラム４を構成する短尺のコラム単体４ａ，４ｂ，４ｃを互いに結合する結合金具も兼ねている。
【００１４】
前記各ブラケット９には、通孔３２が形成されている。このため、後述するポンプ側のバランスホール３１から高圧液が導入されると、支持コラム４内を通って上端に至る。そして、上端のコラム単体４ｃには排出孔３３が形成されているので、高圧液はこの排出孔３３から外部に吐出され、たとえばタンク内に戻される。
【００１５】
つぎに、図２に基づき、ポンプの要部を説明する。
ポンプケーシング１は前ケーシング１１と後ケーシング１２とからなり、これが合わさってボルト等で締結されて、羽根車２を回転させる空間を構成している。
羽根車２はボス部２１の周囲に羽根部２２が形成された公知のものであり、羽根部２２は前壁２３と後壁２４の間に数枚の羽根２５を形成したものである。
そして、前壁２３の吸込口外周と前ケーシング１１との間には前ウエアリング１３が設けられており、極く微少な隙間を残してわずかな量の液通過しか生じないようになっている。
また、後壁２４と後ケーシング１１との間には、後ウエアリング１４が設けられており、極く微少な隙間を残しており、わずかな量の液通過しか生じないようになっている。
【００１６】
後ケーシング１２にはバランスホール３１が形成されている。このバランスホール３１は後ウエアリング１４の内側の空間と支持コラム４内とを連通する位置に設けられている。
このバランスホール３１は、羽根車２の背面の高圧液を逃すことにより、羽根車２や軸受に作用するスラスト力をバランスさせる働きを有する。この点は従来技術のバランスホール１１１（図４、図５参照）の働きと同一である。
【００１７】
図３に示すように、ポンプを操業状態におくと、羽根車２の回転により吸込まれた液ａは吐出管７より吐出されていくが、後ウエアリング１４の内側に流出した少量の高圧液ｂはバランスホール３１を通って支持コラム４内に充満する。そして、各ブラケット９の通孔３２を通って支持コラム４内の最上端まで戻り、排出孔３４からタンク４１等へ排出される。
このように、高圧液ｂが支持コラム４内を常時循環することによって液中軸受８が常時潤滑されることになる。
【００１８】
本実施形態によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）ポンプケーシング１に設けたバランスホール３１から高圧液が支持コラム４内に導入されて、その高圧液が液中軸受８を潤滑する。このため、従来必要であった吐出ラインからの配管やチューブ、オリフィス部が不要となり、異物によるオリフィス部閉塞を本質的に防止できる。
ｂ）吐出管７からの自液を用いないため、内部循環量は増えないのでポンプ性能が低下しない。
ｃ）羽根車２にはバランスホールを設けなくてよいので、羽根車入口の流れが乱れないためポンプ性能が向上する。
ｄ）駆動軸３が長く、複数個の液中軸受８を用いる場合でも、高圧液が通孔３２を経て下から上へ流れていき、全ての液中軸受８を潤滑できる。また、上方部分の排出孔３４からタンク４１等へ高圧液が出ていくので、高圧液が常時流れていき、液中軸受８の潤滑が能率よく行われる。
【符号の説明】
【００１９】
１    ポンプケーシング
２    羽根車
３    駆動軸
４    支持コラム
８    液中軸受
１３    前ウエアリング
１４    後ウエアリング
３１    バランスホール
３２    通孔
【図１】
2014202143.tif 000003
【図２】
2014202143.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014202143.tif 000006
【図５】
2014202143.tif 000007