(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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鉛直方向の揚水管と、この揚水管の上側に連設され、かつ前記主軸を貫通させて上側に導出した吐出曲管とを備え、原動機の出力回転が減速装置を介して前記主軸に伝達される立軸ポンプにおいて、前記原動機が横軸原動機によって構成され、前記減速装置が前記主軸に平行な縦軸線を有して噛み合う歯車列と、前記横軸原動機の出力回転軸に連結可能な横軸線を有する入力回転軸および該入力回転軸の回転を歯車列に伝達する直交変換伝達機構を備えた歯車減速機によって構成され、この減速装置および前記横軸原動機が前記吐出曲管の側方に設置されているとともに、前記出力回転軸および入力回転軸の軸線が前記吐出曲管の排水方向に投影平面上で交差していることをことを特徴とする横軸原動機駆動式立軸ポンプ。
【請求項２】
前記原動機が軸方向の両側に出力回転軸を導出した１台のツ
インドライブ式横軸電動機によって構成され、前記両側に導出した出力回転軸が各別に２つの前記減速装置の横軸線を有する入力回転軸に連結されて、前記１台のツインドライブ式横軸電動機の駆動により２台の立軸ポンプを運転するように構成した請求項１に記載の横軸原動機駆動式立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立軸ポンプに係り、一床式建屋での設置を可能にするとともに、横軸ポンプの設置建屋を改築することなく、機種を立軸ポンプに変更して設置することができる立軸ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、立軸ポンプＰは、複数の軸受１，１…に回転自在に支持された鉛直方向の主軸２と、この主軸２の下端部に固着した羽根車３と、この羽根車３を回転自在に収容した吐出しボウル４と、この吐出しボウル４の上側に連設されるとともに、主軸２を貫通させた鉛直方向の揚水管５と、この揚水管５の上側に連設され、かつ主軸２を液密かつ回転自在に貫通させて上側に導出した吐出曲管６とを備え、吐出しボウル４の内部に連通して下向きに吸込ベル７を設け、吐出曲管６の下流側に吐出弁８と吐出管９を連設している。吐出管９の出口は吐出水槽１０の内部に臨み、この出口に逆流防止用のフラップ弁１１を取付けている。
【０００３】
吐出曲管６の上側に導出した主軸２は、カップリング１２，１２と連結軸１３を介して減速機１４の鉛直方向の出力回転軸１５に連結され、減速機１４の水平方向の入力回転軸１６は、カップリング１７，１７と連結軸１８などを介して原動機（ディーゼルエンジン）１９の水平方向の出力回転軸２０に連結されている。
【０００４】
立軸ポンプＰを設置した排水機場の建屋２１は、立軸ポンプＰを設置する下側床部２２と減速機１４および原動機１９を設置する上側床部２３とを備えた二床式構造になっている。このような二床式構造の建屋２１では、構造が複雑であるとともに、高さ方向の寸法が大きくなるので、土木・建築工事費を増大させる。また、立軸ポンプＰと減速機１４および原動機１９などの主要機器のメンテナンスは、下側床部２２と上側床部２３の二床で行う必要があるので煩雑である難点を有している。
【０００５】
一方、図７示すように、立軸ポンプＰを床部２２に設置し、この床部２２に立設した架台２４Ａで減速機１４を支持して立軸ポンプＰの上側に設置するとともに、床部２２に連続して立ち上げて設けた原動機設置用架台２５（床部材として構成されることもある）に原動機１９を設置するように構成した一床式構造の建屋２１がある。この一床式構造の建屋２１では、図６に示す二床式構造の建屋２１と比較して、構造が若干簡略化され高さ方向の寸法を少し小さくできる。しかし、原動機設置用架台２５を構築する必要があるので、建屋２１のコンンパクト化と省スペース化を実現できず、土木・建築工事費の大幅な削減が期待できない。しかも、立軸ポンプＰと減速機１４および原動機１９などの主要機器のメンテナンスは、下側床部２２と原動機設置用架台２５で行う必要があるので煩雑である難点を有している。
【０００６】
他方、図８に示す横軸ポンプＰは、複数の軸受１，１に回転自在に支持された水平方向の主軸２６と、主軸２６の先端部に固着した羽根車３と、羽根車３を回転自在に収容したケーシング２７と、ケーシング２７の上流側に連設され、かつ主軸２６を液密かつ回転自在に貫通させて側方に導出した吸込曲管２８と、吸込曲管２８の上流側に連設した鉛直方向の吸込管２９とを備え、吸込管２９の内部に連通して下向きに吸込ベル７を設け、ケーシング２７の下流側に吐出弁８と吐出管９を連設し、吐出管９の出口を吐出水槽１０の内部に臨ませ、この出口に逆流防止用のフラップ弁１１を取付けている。
【０００７】
吸込曲管２８の側方に導出した主軸２６は、カップリング１２を介して減速機１４の水平方向の出力回転軸１５に連結され、減速機１４の水平方向の入力回転軸１６は、カップリング１７，１７と連結軸１８などを介して原動機１９の水平方向の出力回転軸２０に連結されている。
【０００８】
横軸ポンプＰの水平方向の主軸２６の軸心高さは、原動機１９の水平方向の出力回転軸２０の軸心高さと同一もしくは略同一であるので、１つの床部２４のみを有する一床式構造の建屋２１に設置できる。このため、建屋２１の高さ方向の省スペース化を実現して、土木・建築工事費の削減が期待できる。しかも、横軸ポンプＰと減速機１４および原動機１９などの主要機器のメンテナンスを１つの床部２４で簡単に行うことができる。しかし、始動時に真空ポンプなどの補機設備による満水操作を行う必要があり、ポンプの始動操作が煩雑になるとともに、ポンプ始動までの時間がかかる。
【０００９】
このため、横軸ポンプＰを設置した排水機場において、横軸ポンプＰを撤去して立軸ポンプＰに変更することを要求される場合がある。しかし、図６に示した従来の立軸ポンプＰでは、立軸ポンプＰを設置する下側床部２２と、減速機１４および原動機１９を設置する上側床部２３とを備えた二床式構造の建屋２１が必要になるので、図８の一床式構造の建屋２１を図６の二床式構造の建屋２１に改築しなければならない。
【００１０】
また、図７に示した従来の立軸ポンプＰでは、立軸ポンプＰを設置する床部２２と、床部２２に立設して減速機１４を支持し、該減速機１４を立軸ポンプＰの上側に設置する架台２４Ａよび原動機設置用架台２５を備えた一床式構造の建屋２１が必要になるので、図８の一床式構造の建屋２１を図７の一床式構造の建屋２１に改築しなければならない。
【００１１】
他方、図９に示すように、縦軸電動機３０の出力回転を、減速装置３１を介して前記主軸２に伝達するように構成した縦軸電動機駆動式立軸ポンプＰが知られている。この種の立軸ポンプＰは、１つの床部２４のみを有する一床式構造の建屋２１に設置することができる。しかし、吐出曲管６の上側に架台３２を介して減速装置３１と縦軸電動機３０を二段重ねで搭載して、減速装置３１の出力回転軸３１Ａをカップリング１２を介して主軸２に連結した構造になっているので、床部２４から縦軸電動機３０の頂上までの高さＨが図８に示す一床式構造の建屋２１の床部２４から天井クレーン３３までの高さＨ１よりも高くなる。このため、図８の横軸ポンプＰを撤去して、ここに図９の立軸ポンプＰを設置することを要求された場合には、既設の天井クレーン３３を解体して、高天井を構築するする煩雑な工事が必要になるとともに、縦軸電動機３０は横軸電動機と比較してコスト高になる難点を有している。
【００１２】
一方、原動機として立軸ガスタービンエンジンを使用した場合でも、床部２４から縦軸ガスタービンエンジンの頂上までの高さが前記Ｈ１よりも高くなるとともに、縦軸ガスタービンエンジンは横軸ガスタービンエンジンと比較してコスト高になる難点を有している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
縦軸原動機駆動式立軸ポンプは、一床式構造の建屋に設置することができる。このため、二床式構造の建屋もしくは減速機用の架台と原動機設置用架台を備えた一床式構造の建屋と比較して、建屋の構造が簡略化され土木・建築工事費を削減することができる利点を有している。しかし、床部から原動機の頂上までの高さが横軸ポンプを設置している一床式構造の建屋における床部から天井クレーンまでの高さよりも高くなる。したがって、横軸ポンプを撤去して、ここに縦軸原動機駆動式立軸ポンプを設置する場合には、既設の天井クレーンを解体する煩雑な工事が必要である。また、縦軸原動機は横軸原動機と比較してコスト高になる。
【００１４】
そこで、本発明は、横軸ポンプを撤去して立軸ポンプを設置する場合に、煩雑な工事を不要にし、既存の一床式構造の建屋に簡単に設置することができるとともに、コストダウンを実現できる横軸原動機駆動式立軸ポンプを提供することを目的としている。
【００１５】
【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に記載の本発明に係る横軸原動機駆動式立軸ポンプは、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鉛直方向の揚水管と、この揚水管の上側に連設され、かつ前記主軸を貫通させて上側に導出した吐出曲管とを備え、原動機の出力回転が減速装置を介して前記主軸に伝達される立軸ポンプにおいて、前記原動機が横軸原動機によって構成され、前記減速装置が前記主軸に平行な縦軸線を有して噛み合う歯車列と、前記横軸原動機の出力回転軸に連結可能な横軸線を有する入力回転軸および該入力回転軸の回転を歯車列に伝達する直交変換伝達機構を備えた歯車減速機によって構成され、この減速装置および前記横軸原動機が前記吐出曲管の側方に設置されているとともに、前記出力回転軸および入力回転軸の軸線が前記吐出曲管の排水方向に投影平面上で交差していることをことを特徴としている。
【００１６】
また、前記目的を達成するために、請求項２に記載の本発明に係る横軸原動機駆動式立軸ポンプは、前記原動機が軸方向の両側に出力回転軸を導出した１台のツインドライブ式横軸電動機によって構成され、前記両側に導出した出力回転軸が各別に２つの前記減速装置の横軸線を有する入力回転軸に連結されて、前記１台のツインドライブ式横軸電動機の駆動により２台の立軸ポンプを運転するように構成されている。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、横軸原動機と減速装置が吐出曲管の側方に設置されていることと、減速装置が横軸原動機の出力回転軸に連結可能な横軸線を有する入力回転軸および該入力回転軸の回転を歯車列に伝達する直交変換伝達機構を備えた歯車減速機によって構成されていることとの相乗作用により、床部から頂上までの高さを低く抑えることができる。また、出力回転軸および入力回転軸の軸線が吐出曲管の排水方向に投影平面上で交差していることにより、横軸原動機と減速装置が主軸の中心から前記排水方向の反対側にはみだす長さを小さく抑えることができる。さらに、横軸原動機の使用によって縦軸原動機を使用した場合と比較して、コストダウンを実現できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用に併せて、２台の立軸ポンプを運転するのに必要な電動機の使用台数を１台に低減することができる。
【００１９】
【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は請求項１に記載の発明の一実施の形態を示す要部の断面図、図２は図１の平面図である。なお、従来例で説明した軸受、羽根車、吐出しボウル、吸込ベル、吐出弁、吐出管、吐出水槽および逆流防止用のフラップ弁などは、図６ないし図９の図示例と同じであるので、これらの図示と構造説明および作用説明は省略する。
【００２０】
図１および図２において、原動機は、横軸電動機３４によって構成され、減速装置３５は、鉛直方向の主軸２に平行な縦軸線を有して噛み合う平歯車列３６と、横軸電動機３４の水平出力軸３４Ａに連結した水平入力回転軸３７および該水平入力回転軸３７の回転を平歯車列３６に伝達する第１傘歯車３８Ａと第２傘歯車３８Ｂによってなる直交変換伝達機構３８を備えた歯車減速機によって構成されている。平歯車列３６は、縦軸線を有する第１軸３６Ａに固着された第１歯車３６Ｂと、縦軸線を有する遊び軸３６Ｃに固着されて第１歯車３６Ｂに噛み合う遊び歯車３６Ｄとを備えている。なお、直交変換伝達機構３８の第１傘歯車３８Ａは水平入力回転軸３７の端部に固着され、第２傘歯車３８Ｂは第１軸３６Ａの下端部に固着されている。
【００２１】
平歯車列３６の遊び歯車３６Ｄは、吐出曲管６の直上位置で主軸２に固着されているポンプ側の入力歯車３９に噛み合っており、第１軸３６Ａ、遊び軸３６Ｃおよび吐出曲管６から突出している主軸２の上端部は、第１歯車３６Ｂ、遊び歯車３６Ｄおよびポンプ側の入力歯車３９とともに、ケーシング４０に回転自在に収容されている。また、横軸電動機３４の水平出力軸３４Ａと減速装置３５の水平入力回転軸３７は同一軸線上にあつて、投影平面上で吐出曲管６の排水方向Ｆに直交している。
【００２２】
このような構成であれば、横軸電動機３４の出力は、水平出力回転軸３４Ａ→水平入力回転軸３７→直交変換伝達機構３８→第１歯車３６Ｂ→遊び歯車３６Ｄ→ポンプ側の入力歯車３９の経路で主軸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。
【００２３】
一方、横軸電動機３４と減速装置３５が吐出曲管６の側方に設置されていることと、減速装置３５が横軸電動機３４の水平出力回転軸３４Ａに連結した水平入力回転軸３７および該水平入力回転軸３７の回転を平歯車列３６に伝達する直交変換伝達機構３８を備えた歯車減速機によって構成されていることとの相乗作用により、床部２４からケーシング４０の頂上までの高さＨ２が図８に示す一床式構造の建屋２１の床部２４から天井クレーン３３までの高さＨ１よりも低くなる。このため、図８の横軸ポンプＰを撤去して、ここに図１の立軸ポンプＰを設置することを要求された場合には、既設の天井クレーン３３を解体して、高天井を構築するする煩雑な工事を不要にして、横軸ポンプＰが設置されていた既存の一床式構造の建屋に簡単に設置することができる。
【００２４】
また、横軸電動機３４の水平出力回転軸３４Ａおよび減速装置３５の水平入力回転軸３７を同一軸線上に設定して、投影平面上で吐出曲管６の排水方向Ｆに直交させていることにより、横軸電動機３４と減速装置３５が主軸２の中心から排水方向Ｆの反対側にはみだす長さＷを小さく抑えることができる。さらに、横軸電動機３２の使用によって従来の縦軸電動機３０を使用した場合と比較して、コストダウンを実現することができる。
【００２５】
なお、前記実施の形態では、第１歯車３６Ｂとポンプ側の入力歯車３９の間に遊び歯車３６Ｄを介設した構造の減速装置３５を使用しているが、図３および図４に示すように、遊び歯車３６Ｄを省略して、第１歯車３６Ｂとポンプ側の入力歯車３９を噛み合わせた構造の減速装置３５を使用してもよい。このような減速装置３５を使用することで、横軸電動機３４と減速装置３５が主軸２の中心から排水方向Ｆの反対側にはみだす長さＷ１を前記Ｗよりもさらに小さく抑えることができる。
【００２６】
また、原動機として横軸電動機３４を使用しているが、横軸ガスタービンエンジンを使用することで、立軸ガスタービンエンジンを原動機とした縦軸ポンプと比較して、前述と同様の作用・効果を奏することができる。さらに、横軸ガスタービンエンジンよりもコストの低い横軸ディーゼルエンジンを原動機として使用してもよい。
【００２７】
つぎに、請求項２に記載の発明の実施の形態について説明する。なお、前記請求項１に記載の発明に係る実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。図５において、原動機が軸方向の両側に水平出力回転軸３４Ａ，３４Ａを導出した１台のツインドライブ式横軸電動機３４によって構成されており、水平出力回転軸３４Ａ，３４Ａが各別に２つの減速装置３５，３５の水平入力回転軸３７，３７に連結されて、１台のツインドライブ式横軸電動機３４の駆動により２台の立軸ポンプＰ，Ｐを運転するように構成されている。
【００２８】
このような構成であれば、前記請求項１に記載の発明に係る横軸原動機駆動式立軸ポンプが奏し得る作用・効果に併せて、２台の立軸ポンプＰ，Ｐを運転するのに必要な電動機の使用台数を１台に低減して、経済効果を一層高めることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、横軸原動機と減速装置が吐出曲管の側方に設置されていることと、減速装置が横軸原動機の出力回転軸に連結可能な横軸線を有する入力回転軸および該入力回転軸の回転を歯車列に伝達する直交変換伝達機構を備えた歯車減速機によって構成されていることとの相乗作用により、床部から頂上までの高さを低く抑えることができる。このため、横軸ポンプを撤去して横軸原動機駆動式立軸ポンプを設置する場合に、煩雑な工事を不要にして、横軸ポンプが設置されていた既存の一床式構造の建屋に簡単に設置することができる。また、出力回転軸および入力回転軸の軸線が吐出曲管の排水方向に投影平面上で交差していることにより、横軸原動機と減速装置が主軸の中心から前記排水方向の反対側にはみだす長さを小さく抑えてコンパクトにすることができる。さらに、横軸原動機の使用によって縦軸原動機を使用した場合と比較して、コストダウンを実現することができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明は、２台の立軸ポンプを運転するのに必要な電動機の使用台数を１台に低減することができるので、経済効果を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明の一実施の形態を示す要部の断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】請求項１に記載の発明の他の実施の形態を示す要部の断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】請求項２に記載の発明の一実施の形態を示す平面図である。
【図６】従来例の立軸ポンプと二床式建屋を示す概略構成図である。
【図７】従来例の立軸ポンプと一床式建屋を示す概略構成図である。
【図８】横軸ポンプと一床式建屋を示す概略構成図である。
【図９】従来の縦軸電動機駆動式立軸ポンプを示す概略構成図である。
【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  吐出曲管
３４  横軸電動機｛ツインドライブ式横軸電動機（横軸原動機）｝
３４Ａ  横軸電動機の水平出力回転軸（横軸線を有する出力回転軸）
３５  減速装置
３６  平歯車列（歯車列）
３７  減速装置の水平入力回転軸（横軸線を有する入力回転軸）
３８  直交変換伝達機構
Ｆ  吐出曲管の排水方向
Ｐ  立軸ポンプ
【図１】
0003595706.tif 000002
【図２】
0003595706.tif 000003
【図３】
0003595706.tif 000004
【図４】
0003595706.tif 000005
【図５】
0003595706.tif 000006
【図６】
0003595706.tif 000007
【図７】
0003595706.tif 000008
【図８】
0003595706.tif 000009
【図９】
0003595706.tif 000010