(57)【要約】【課題】簡易な構造で、軸受および軸封装置を冷却するとともに、減速機等の付帯機器を冷却できる立軸ポンプ設備を提供する。【解決手段】揚水ケーシング７を貫通して延びる上端側がスラスト軸受３８で支持された主軸１３と、揚水ケーシング７内に位置する主軸１３の下端側に固定された主インペラ１４とを有する立軸ポンプ２と、揚水ケーシング７内で主軸１３を囲み、主軸１３を軸封する軸封装置２３，３２を取り付けた保護管２２を少なくとも含み、揚水ケーシング７内の揚水に対して密封されるように潤滑液が収容され、かつ、スラスト軸受３８に潤滑液を供給するように構成された循環閉液路２１と、循環閉液路２１内の潤滑液を循環させるための循環用ポンプ２６と、循環閉液路２１に介設されて付帯機器の付帯機器側熱交換部４３と熱交換する本体側熱交換部４４とを備える。【選択図】図１
2011226420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揚水ケーシングを貫通して延びる上端側がスラスト軸受で支持された主軸と、前記揚水ケーシング内に位置する主軸の下端側に固定された主インペラとを有する立軸ポンプと、
前記揚水ケーシング内で前記主軸を囲み、前記主軸を軸封する軸封装置を取り付けた保護管を少なくとも含み、前記揚水ケーシング内の揚水に対して密封されるように潤滑液が収容され、かつ、前記スラスト軸受に前記潤滑液を供給するように構成された循環閉液路と、
前記循環閉液路内の前記潤滑液を循環させるための循環用ポンプと、
前記循環閉液路に介設されて付帯機器の付帯機器側熱交換部と熱交換する本体側熱交換部と
を備えることを特徴とする立軸ポンプ設備。
【請求項２】
前記揚水ケーシングは、前記保護管と連通する出口部および入口部を有し、
前記循環閉液路は、前記出口部と前記入口部とを接続する循環管路と、
前記循環管路の一箇所から分岐して別の一箇所に合流するバイパス流路とを備え、
前記バイパス流路に、前記本体側熱交換部を配設したことを特徴とする請求項１に記載の立軸ポンプ設備。
【請求項３】
前記バイパス流路に一端が接続され、該一端側への流れのみを許容する逆止弁が介設された補給用流路を設け、
前記補給用流路の他端と接続され、前記バイパス流路に潤滑液を補給する補給液槽を設けたことを特徴とする請求項２に記載の立軸ポンプ設備。
【請求項４】
前記揚水ケーシングは、前記保護管と連通する出口部および入口部を有し、
前記循環閉液路は前記出口部と前記入口部とを接続する循環管路を備え、
前記循環管路に前記本体側熱交換部を介設したことを特徴とする請求項１に記載の立軸ポンプ設備。
【請求項５】
前記揚水ケーシングの出口部と前記本体側熱交換部との間の前記循環管路に、補給液槽を介設したことを特徴とする請求項４に記載の立軸ポンプ設備。
【請求項６】
前記補給液槽に、外部から潤滑液を供給する供給管を設け、該供給管に、前記補給液槽内の潤滑液が予め設定した最高水位に到達すると閉弁し、前記最高水位より前記補給液槽内の潤滑液の水位が低下すると開弁する弁を有したボールタップ装置を設けたことを特徴とする請求項３または請求項５に記載の立軸ポンプ設備。
【請求項７】
前記付帯機器は、前記主軸を駆動する原動機、および、前記原動機と前記主軸との間に介設された減速機のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の立軸ポンプ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸ポンプ設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立軸ポンプ設備では、原動機の動力は減速機を介して主軸に伝達される。
【０００３】
ギヤ間の歯と歯の噛み合いによる発熱等に起因する減速機の温度上昇は機能低下ひいては破損につながる。従って、減速機を冷却する必要がある。また、エンジンやモータ等の原動機も同様に冷却の必要がある。
【０００４】
減速機等の立軸ポンプ付帯機器を冷却するものとしては、外部クーラー、または、ポンプの配管内部のインラインクーラーがこれまで採用されてきた。
【０００５】
外部クーラーを設ける場合、外部クーラーを駆動するために電力が必要であり、設置スペースと電源の確保および消費電力に対してコストが大幅に増加する。
【０００６】
特許文献１に開示されているように、配管内部にインラインクーラーを設けたポンプの場合、構造が複雑になる。
【０００７】
また、特許文献２は、揚水に対して閉鎖された循環路内を循環する潤滑液を、ポンプの主軸を支持する軸受および軸封装置に供給してそれらを冷却する立軸ポンプを開示する。この立軸ポンプの循環閉液路は付帯機器の冷却は考慮していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公平０２−３８２３４号公報
【特許文献２】特許第３０７９１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、簡易な構造で、軸受および軸封装置を冷却するとともに、減速機等の付帯機器を冷却できる立軸ポンプ設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、種々の実験、考案等の結果、前述の循環閉液路は、軸受および軸封装置を冷却できるだけでなく、予想を上回る余剰の冷却能力を有しているという新しい知見を得た。本発明はかかる新たな知見に基づく。
前記課題を解決するための手段として、本発明の立軸ポンプ設備は、揚水ケーシングを貫通して延びる上端側がスラスト軸受で支持された主軸と、前記揚水ケーシング内に位置する主軸の下端側に固定された主インペラとを有する立軸ポンプと、前記揚水ケーシング内で前記主軸を囲み、前記主軸を軸封する軸封装置を取り付けた保護管を少なくとも含み、前記揚水ケーシング内の揚水に対して密封されるように潤滑液が収容され、かつ、前記スラスト軸受に前記潤滑液を供給するように構成された循環閉液路と、前記循環閉液路内の前記潤滑液を循環させるための循環用ポンプと、前記循環閉液路に介設されて付帯機器の付帯機器側熱交換部と熱交換する本体側熱交換部とを備えるようにした。潤滑液が水の場合には、潤滑液に銅または銅合金を浸して細菌を死滅させる。
【００１１】
この構成によれば、循環閉液路の潤滑液はスラスト軸受および軸封装置に供給されると、スラスト軸受および軸封装置と熱交換する。また、循環用ポンプにより送られる循環閉液路の潤滑液は、本体側熱交換部において、付帯機器の付帯機器側熱交換部と熱交換する。これらにより、潤滑液は、揚水の温度に対して相対的に高温となっているスラスト軸受、軸封装置、および、付帯機器の付帯機器側熱交換部から熱を吸収し、揚水ケーシング内の循環閉液路を通過する際に吸収した熱を揚水へ放出する。したがって、内部循環方式の簡易な構造で、軸受および軸封装置を冷却するとともに、減速機等の付帯機器を冷却できる。
【００１２】
前記揚水ケーシングは、前記保護管と連通する出口部および入口部を有し、前記循環閉液路は、前記出口部と前記入口部とを接続する循環管路と、前記循環管路の一箇所から分岐して別の一箇所に合流する（入口部への接続も含む）バイパス流路とを備え、前記バイパス流路に、前記本体側熱交換部を配設することが好ましい。この構成によれば、循環管路を備えた既存の立軸ポンプ設備に対して、バイパス流路を設けるだけの僅かな設計変更により、軸受および軸封装置を冷却するとともに、減速機等の付帯機器を冷却できる循環閉液路を構成できる。
【００１３】
前記バイパス流路に一端が接続され、該一端側への流れのみを許容する逆止弁が介設された補給用流路を設け、前記補給用流路の他端と接続され、前記バイパス流路に潤滑液を補給する補給液槽を設けることが好ましい。この構成によれば、逆止弁の補給液槽側とバイパス流路側との間に圧力差が発生すると、逆止弁は循環閉液路内のバイパス流路側への流れのみを許容するので補給液槽の潤滑液を循環閉液路に補給することができる。
【００１４】
前記揚水ケーシングは、前記保護管と連通する出口部および入口部を有し、前記循環閉液路は前記出口部と前記入口部とを接続する循環管路を備え、前記循環管路に前記本体側熱交換部を介設することが好ましい。この構成によれば、本体側熱交換部を通して付帯機器の付帯機器側熱交換部から熱を十分に吸収し減速機等の付帯機器を冷却することができる。
【００１５】
前記揚水ケーシングの出口部と前記本体側熱交換部との間の前記循環管路に、補給液槽を介設することが好ましい。この構成によれば、循環管路の潤滑液は揚水との熱交換で冷却されるだけでなく補給液槽に貯留した潤滑液の中への放熱によっても冷却される。そして、本体側熱交換部を通して付帯機器の付帯機器側熱交換部から熱を十分に吸収し減速機等の付帯機器を冷却することができる。
【００１６】
前記補給液槽に、外部から潤滑液を供給する供給管を設け、該供給管に、前記補給液槽内の潤滑液が予め設定した最高水位に到達すると閉弁し、前記最高水位より前記補給液槽内の潤滑液の水位が低下すると開弁する弁を有したボールタップ装置を設けることが好ましい。この構成によれば、補給液槽内の潤滑液の水位を予め設定した最高水位に維持することができ、一定量の潤滑液を確保することができる。
【００１７】
前記付帯機器は、前記主軸を駆動する原動機、および、前記原動機と前記主軸との間に介設された減速機のうちの少なくとも一方であることが好ましい。この構成によれば、原動機、および、減速機のうちの少なくとも一方に対して、外部の冷却装置を設けることなく内部循環により冷却を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な構造で、軸受および軸封装置を冷却するとともに、減速機等の付帯機器を冷却できる。減速機冷却用のクーリングタワー等の付帯機器を設ける必要がなくなるので、付帯機器を駆動するための電力が不要になり、立軸ポンプ設備全体としてエネルギー消費量を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る立軸ポンプ設備を示す概略図。
【図２】第１実施形態の立軸ポンプ設備における立軸ポンプを示す縦断面図。
【図３】立軸ポンプの主軸の上端付近を示す拡大図。
【図４】第１実施形態の代案を示す図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る立軸ポンプ設備を示す概略図。
【図６】第２実施形態の代案を示す図。
【図７】バイパス流路を設けていない立軸ポンプ設備を示す図。
【図８】図７の立軸ポンプ設備の運転状態におけるポンプ吐出圧力および潤滑液の温度と圧力についての測定結果を示す図。
【図９】第２実施形態の循環管路に減速機および原動機を介設した例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
図１に示す第１実施形態の立軸ポンプ設備１は、立軸ポンプ２、原動機３、減速機４、および、補給液槽５を備える。
【００２１】
図２に示すように、立軸ポンプ２は、図示しない流入側管路から排水ポンプ場の吸水槽６内に流入する雨水等の水を下流側に排水するためのものであり、吸水槽６内に配置された鉛直方向に延びる揚水ケーシング７を備える。揚水ケーシング７は、直管状の揚水管８、揚水管８の下端に連結された吐出ボール９、吐出ボール９の下端に連結された吸込ベルマウス１０、及び揚水管８の上端に連結されて鉛直方向から水平方向に湾曲した吐出エルボ１１を備える。吐出エルボ１１には下流側の管路１２が接続されている。
【００２２】
鉛直方向に延びる主軸１３は大部分が揚水ケーシング７内に位置しているが、上端側が吐出エルボ１１を貫通して上方に延びている。吐出ボール９内に位置する主軸１３の下端には主インペラ１４が固定されている。また、吐出ボール９にはガイドベーン１５を介して下部軸受ケーシング１６が固定されている。下部軸受ケーシング１６には貫通孔１６ａが形成されている。この貫通孔１６ａに主軸１３のうち主インペラ１４上部の部分が貫通している。下部軸受ケーシング１６の貫通孔１６ａの孔壁には主軸１３のラジアル軸受である２個のゴム軸受１７が収容されている。一方、吐出エルボ１１の上方に位置する主軸１３の上端には、減速機４（立軸ポンプ２の付帯機器）を介して原動機３が連結されている。
【００２３】
原動機３は、例えば、ディーゼルエンジン、ガスタービン、水冷式モータ等である。また、減速機４は、歯数が異なる複数のギヤの組み合わせにより回転数を調節して原動機３の動力を主軸１３に伝達する。本実施形態の減速機４は直交軸型である。
【００２４】
主軸１３が回転駆動されて主インペラ１４が回転すると、吸水槽６内の水が吸込ベルマウス１０から吸い込まれ、吐出ボール９、及び揚水管８を経て吐出エルボ１１から下流側に吐出される。揚水時（通常運転時）には、主インペラ１４には鉛直方向下向きの力の推力が作用し、この推力は主軸１３に対する鉛直方向下向きのスラスト力Ｆｄとなる。
【００２５】
立軸ポンプ設備１は揚水ケーシング７内の揚水に対して密封されるように潤滑液が収容された循環閉液路２１を備える。以下、この循環閉液路２１を構成する種々の要素を説明する。
【００２６】
まず、揚水ケーシング７内には間隔をあけて主軸１３を囲む保護管２２が設けられている。この保護管２２の下端は下部軸受ケーシング１６の上端に液密状態で嵌合されている。下部軸受ケーシング１６の下端には主軸１３を軸封するメカニカルシール（軸封装置）２３が取り付けられており、このメカニカルシール２３により下部軸受ケーシング１６のうちゴム軸受１７を収容した部分が揚水ケーシング７内の揚水に対して密封されている。下部軸受ケーシング１６の下側のゴム軸受１７の部分から吐出ボール９の外周面まで延びる連通部２４が設けられている。連通部２４の端部である吐出ボール９の外周面には、潤滑液を揚水ケーシング７の外側に送液するための出口部３１が設けられている。
【００２７】
一方、保護管２２の上端は、図３に示すように、主軸１３を遊挿する貫通孔２５ａが形成された貫通部２５（吐出エルボ１１の上部に一体的に形成されている。）に液密状態で取り付けられている。貫通部２５の下端側は吐出エルボ１１の内部に位置しており、この下端側に保護管２２の上端が液密状態で取り付けられている。貫通部２５は吐出エルボ１１の外側上面からさらに上向きに突出しており、上端側に受け部２５ｂが形成されている。この受け部２５ｂに循環用ポンプ２６が配置され、液密状態で固定されている。循環用ポンプ２６は、受け部２５ｂ側に吐出用の開口２７ａ、および、受け部２５ｂと反対側に吸込用の開口２７ｂを有する潤滑液ケーシング２７を有しており、潤滑液ケーシング２７内には主として遠心力によって潤滑液にエネルギーを付与する片吸込型の循環用インペラ２８が収容されている。循環用インペラ２８は、吸込口２８ａと吐出口２８ｂを有している。循環用ポンプ２６は、吸込用の開口２７ｂ側に位置する循環用インペラ２８の吸込口２８ａから潤滑液を吸込み、吐出口２８ｂから吐出した潤滑液を潤滑液ケーシング２７の吐出用の開口２７ａから吐出する。
【００２８】
筒状の囲い部２９が吐出エルボ１１と一体的に設けられており、この囲い部２９内に貫通部２５の吐出エルボ１１の外側上面から突出している部分及び循環用ポンプ２６が収容されている。囲い部２９は、下端が吐出エルボ１１の外側上面で閉鎖され、上端が別体の蓋体３０により閉鎖されている。蓋体３０の中央には貫通孔３０ａが形成されており、この貫通孔３０ａを通って主軸１３がさらに鉛直方向上向きに延びている。貫通孔３０ａには主軸１３を軸封するメカニカルシール（軸封装置）３２が取り付けられている。このメカニカルシール３２によって囲い部２９の内部空間が密封されている。蓋体３０上には台座３３が取り付けられている。この台座３３上に潤滑液タンク３４が取り付けられている。潤滑液タンク３４は中央に大面積の開口３４ａを有する中空厚肉円環状であり、リング状の底部３４ｂ及び蓋部３４ｃと、これら底部３４ａ及び蓋部３４ｃの間の内側周壁部３４ｄ及び外側周壁部３４ｅを備える。潤滑液タンク３４には、入口部４０が設けられている。潤滑液タンク３４とメカニカルシール３２は配管３５により接続されている。また、潤滑液タンク３４には潤滑液の液面レベルが十分であることを検出する満水検知器３６が装着されている。この満水検知器３６により潤滑液タンク３４内（循環閉液路２１内）の潤滑液の不足を速やかに検出できる。
【００２９】
主軸１３が通過して上方に延びる潤滑液タンク３４の開口３４ａには、概ね筒状である液冷ブラケット３７を介して主軸１３のスラスト軸受であるボール軸受３８が固定されている。液冷ブラケット３７の外周には環状の溝３７ａが形成されており、この溝３７ａは潤滑液タンク３４の内側周壁部３４ｄに形成された環状スリットを介して潤滑液タンク３４の内部と連通している。
【００３０】
前述したように吐出ボール９に設けられている連通部２４の出口部３１と潤滑液タンク３４の入口部４０との間は循環管路４１（太実線）により互いに接続されている。循環管路４１（図１において点Ｐ）から分岐して入口部４０に合流するバイパス流路４２が設けられている。バイパス流路４２には、減速機４の熱交換部（付帯機器側熱交換部）４３と熱交換する本体側熱交換部４４が介設されている。減速機４を冷却するために内部を通って循環する冷却液用流路４５は熱交換部４３を備える。バイパス流路４２を流れる潤滑液は本体側熱交換部４４を通過する際に熱交換部４３の外周面と接触する。
【００３１】
循環管路４１の潤滑液タンク３４付近に空気抜き弁４６が設けられている。また、循環管路４１には潤滑液の流量を調整する流量調整弁４７が設けられている。
【００３２】
潤滑液タンク３４内にはベローズ４８が収容されている。ベローズ４８は一端が開口して他端が閉鎖した弾性的に伸縮可能な筒状体であり、閉鎖端が潤滑液タンク３４の底部３４ｂに液密状態で固定されている。ベローズ４８の内部は配管４９によって吐出エルボ１１内と連通している。ベローズ４８の外部には潤滑液タンク３４内の潤滑液の液圧が作用し、内部には吐出エルボ１１内の揚水の液圧（静圧）が作用する。つまり、ベローズ４８には潤滑液の液圧と揚水の静圧の差圧が作用する。ベローズ４８はこの差圧に応じて弾性的に伸縮するので、循環閉液路２１内の潤滑液の液圧と揚水の液圧（静圧）が釣り合った状態で維持される。その結果、循環閉液路２１内の潤滑液が揚水ケーシング７内に漏洩するのを防止できる。
【００３３】
補給液槽５は、循環閉液路２１に潤滑液を補給するものであり、一端がバイパス流路４２と接続された補給用流路５０の他端に接続されている。補給用流路５０には、該一端側への流れのみを許容する逆止弁５１が介設されている。補給液槽５には、ボールタップ装置５３が設けられている。補給液槽５には、外部から潤滑液を供給する供給管５２の端部がボールタップ装置５３を介して接続されている。ボールタップ装置５３は、補給液槽５内の潤滑液が予め設定した最高水位に到達すると閉弁し、前記最高水位より潤滑液の水位が低下すると開弁する弁を有する装置である。このボールタップ装置５３により、補給液槽５内の潤滑液の水位を予め設定した最高水位に維持することができ、一定量の潤滑液を確保することができる。そして、補給液槽５内の潤滑液の圧力に対して循環閉液路２１内の潤滑液の圧力が低くなった場合には、逆止弁５１が開弁し、補給液槽５内の潤滑液の圧力と循環閉液路２１内の潤滑液の圧力とが同じ大きさになるまで、補給液槽５からバイパス流路４２へと潤滑液が流入する。これにより、循環閉液路２１内の潤滑液を適切な量に維持できる。すなわち、逆止弁５１の補給液槽５側とバイパス流路４２側との間に圧力差が発生すると、逆止弁５１は循環閉液路２１内のバイパス流路４２側への流れのみを許容するので、補給液槽５の潤滑液を循環閉液路２１に補給することができる。
【００３４】
循環閉液路２１内の潤滑液は、囲い部２９の内部空間に配置された循環用ポンプ２６によって、図２において時計方向の流れで循環する。具体的には、循環用ポンプ２６で吐出された潤滑液は、貫通部２５に形成された貫通孔２５ａの孔壁と主軸１３との間の隙間を通って図において下向きに流れ、保護管２２内に流入する。さらに、潤滑液は保護管２２内を図において下向きに流れ、下部軸受ケーシング１６の貫通孔１６ａの孔壁と主軸１３の隙間を通過し、さらに連通部２４を介して出口部３１から循環管路４１に流入する。潤滑液は循環管路４１を上昇して入口部４０を通って潤滑液タンク３４の中に流入する。循環管路４１の潤滑液の一部は、バイパス流路４２を通り入口部４０を通って潤滑液タンク３４の中に流入する。潤滑液タンク３４から配管３５を介して潤滑液が降下しメカニカルシール３２を介して囲い部２９の内部空間に達して循環用ポンプ２６に戻る。
【００３５】
循環閉液路２１内で循環する潤滑液は揚水ケーシング７内の揚水に対して密封されている。ゴム軸受１７と主軸１３の間には潤滑液が供給されてゴム軸受１７が潤滑及び冷却される。前述のように、液冷ブラケット３７の溝３７ａが潤滑液タンク３４と連通しているので、液冷ブラケット３７を介してボール軸受３８が潤滑液によって冷却される。さらに、メカニカルシール２３，３２も循環閉液路２１内に位置しているので、潤滑液によって潤滑及び冷却される。一方、保護管２２の外周面は、揚水と接する接液部３９となっているため、潤滑液は、揚水ケーシング７内で保護管２２を通過する際、接液部３９を介して、ゴム軸受１７、ボール軸受３８、メカニカルシール２３，３２で吸収した熱を揚水に放熱することができる。接液部３９では、揚水の水流によって熱伝達が推進される。
【００３６】
立軸ポンプ設備１が揚水状態（通常運転状態）の場合のみでなく、気中運転状態の場合であっても循環閉液路２１内を潤滑液が循環し、それによってゴム軸受１７、ボール軸受３８、メカニカルシール２３，３２が潤滑及び冷却される。
【００３７】
循環閉液路２１のバイパス流路４２の本体側熱交換部４４では、循環閉液路２１内を循環する潤滑液が相対的に高温である減速機４の熱交換部４３を流れる冷却水と熱交換を行い、冷却水から熱を吸収する。したがって、潤滑液の内部循環により、立軸ポンプ２自体を構成する機械要素（１７，３８，２３，３２）だけでなく、減速機４を冷却することができる。減速機４で吸収した熱は、保護管２２を通過する際、接液部３９を介して揚水に放熱することができる。
【００３８】
本発明によれば、内部循環方式の簡易な構造で、軸受１７，３８および軸封装置２３，３２を冷却するとともに、減速機４等の付帯機器を冷却できる。減速機冷却用のクーリングタワー等の付帯機器を設ける必要がなくなるので、付帯機器を駆動するための電力が不要になり、エネルギー消費量を低く抑えることができる。
【００３９】
循環管路４１を備えた既存の立軸ポンプ設備に対して、バイパス流路４２を設けるだけの僅かな設計変更により、軸受１７，３８および軸封装置２３，３２を冷却するとともに、減速機４等の付帯機器を冷却できる循環閉液路２１を構成できる。
【００４０】
主軸１３が回転駆動すると循環用ポンプ２６の循環用インペラ２８が回転し、吸込口２８ａから吸い込まれた潤滑液が吐出口２８ｂから吐出され、それによって前述のように循環閉液路２１内を潤滑液が循環する。潤滑液の循環時には、循環用インペラ２８から主軸１３に対して鉛直方向上向きのスラスト力Ｆｕが作用する。一方、前述のように通常運転時には、主インペラ１４から主軸１３に鉛直方向下向きのスラスト力Ｆｄが作用する。このスラスト力Ｆｄはスラスト力Ｆｕで相殺される。通常運転時に主軸１３に実際に作用するスラスト力Ｆａは以下の式（１）で表される。
【００４１】
【数１】
2011226420.tif 000003
【００４２】
このように主インペラ１４からの鉛直方向下向きのスラスト力Ｆｄを循環用インペラ２８からの鉛直方向上向きのスラスト力Ｆｕで相殺することで低減されたスラスト力Ｆａが、スラスト軸受であるボール軸受３８にスラスト荷重として作用する。そのため、スラスト軸受としてすべり軸受よりも低抵抗で軸動力を低減（動力損失を低減）できるボール軸受３８を採用することができ、かつボール軸受３８について十分な耐用期間を確保できる。スラスト力Ｆｕは流量調整弁４７で潤滑液の流量を調整することでスラスト力Ｆｄを効果的に相殺（理想的にはＦａ＝０）するように調整できる。
【００４３】
循環用ポンプ２６は、揚水ケーシング７内の揚水に対して密封された循環閉液路２１内に配置されている。従って、揚水に含まれる砂、ゴミ、夾雑物等の異物によって循環用インペラ２８に摩耗、破損等の不具合が発生せず、循環用インペラ２８から主軸１３に対して作用する鉛直方向上向きのスラスト力Ｆｕに変動が生じない。つまり、揚水に異物が含まれる場合でも、循環用インペラ２８による主軸１３に作用するスラスト力Ｆａの低減機能は適切に維持される。
【００４４】
図４は第１実施形態の代案を示す。この図４に示すように、補給液槽５を設けない構成であってもよい。その場合、接液部３９の放熱面積を十分に広くする。また、バイパス流路４２は、循環管路４１から分岐し、循環管路４１に合流するものであってもよい。
【００４５】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態における立軸ポンプ設備１を示す。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００４６】
本体側熱交換部４４は、循環管路４１に介設されている。バイパス流路４２、補給用流路５０、および、逆止弁５１は設けられていない。補給液槽５は、揚水ケーシング７の連通部２４の出口部３１と本体側熱交換部４４との間の循環管路４１に介設されている。補給液槽５では、循環管路４１によって送液された潤滑液が上方から流入し、補給液槽５に一旦貯留された後、補給液槽５の下方から流出する。単位時間当たりの流入量と流出量は同じである。補給液槽５に貯留される潤滑液の液量は、循環管路４１によって送液される単位時間当たりの液量と比較して十分に多い。
【００４７】
本発明によれば、循環管路４１の潤滑液を接液部３９での揚水との熱交換により冷却できるだけでなく補給液槽５に貯留した潤滑液の中への放熱によっても冷却することができる。そして、循環管路４１の潤滑液が本体側熱交換部４４を通して付帯機器の付帯機器側熱交換部４３から熱を十分に吸収し減速機４等の付帯機器を冷却することができる。
【００４８】
さらに、図６に示す代案のように、補給液槽５を設けない構成であってもよい。その場合、接液部３９の放熱面積を十分に広くする。
【００４９】
潤滑液が水の場合には、潤滑液に銅または銅合金を浸して使用する。そのようにすれば、細菌を死滅させることができる。
【００５０】
図７は、第１実施形態の立軸ポンプ設備１のようなバイパス流路を設けていない立軸ポンプ設備を示す。この立軸ポンプ設備のポンプの仕様は、次のとおりである。
口径形式：立軸斜流φ１３５０
吐出量：２２０ｍ３／ｍｉｎ
全揚程：３．３ｍ
本発明者は、この立軸ポンプ設備の運転状態におけるポンプ吐出圧力および潤滑液の温度と圧力について測定した。
【００５１】
図８は、その測定結果である。この結果が示すように、潤滑液温度は、２５℃でほぼ一定であり、潤滑液に温度上昇はほとんど見られなかった。このことから、この立軸ポンプ設備の循環閉液路は、軸受および軸封装置を冷却できるだけでなく、予想を上回る余剰の冷却能力を有していることが分かった。また、潤滑液の圧力は、上述のベローズによりポンプ吐出圧力に追従して自動的に変化していることが確認できた。
【００５２】
立軸ポンプ設備の減速機は、単位時間当たりの発熱量が６．４ｋＷ程度に過ぎない。前述のように、図７の系では潤滑液は２５℃であり、軸受および軸封装置に、さらに減速機や原動機を、循環閉液路の潤滑液による冷却対象として加えたとしても、そのことによる潤滑液の温度上昇は問題とならない。
【００５３】
本発明は実施形態のものに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明は減速機４に対してだけでなく、減速機４と、減速機４以外の付帯機器、例えば原動機３とを組み合わせたものに対しても適用できる。図９は、第２実施形態のようにバイパス流路４２を備えていない循環閉液路２１の場合に循環管路４１に減速機４だけでなく原動機３も介設した例を示す。この場合、原動機３についても外部の冷却装置を設けることなく内部循環により冷却を行うことができる。第１実施形態のように循環閉液路２１がバイパス流路４２を備える場合に、バイパス流路４２に減速機４だけでなく原動機３を介設してもよい。また、立軸ポンプ２の内部に循環用ポンプ２６を設けずに、立軸ポンプ２の外部の、循環閉液路２１の任意の位置にポンプを設けてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  立軸ポンプ設備
２  立軸ポンプ
３  原動機
４  減速機
５  補給液槽
６  吸水槽
７  揚水ケーシング
８  揚水管
９  吐出ボール
１０  吸込ベルマウス
１１  吐出エルボ
１２  下流側の管路
１３  主軸
１４  主インペラ
１５  ガイドベーン
１６  下部軸受ケーシング
１６ａ  貫通孔
１７  ゴム軸受
２１  循環閉液路
２２  保護管
２３，３２  メカニカルシール（軸封装置）
２４  連通部
２５  貫通部
２５ａ  貫通孔
２５ｂ  受け部
２６  循環用ポンプ
２７  潤滑液ケーシング
２７ａ  吐出用の開口
２７ｂ  吸込用の開口
２８  循環用インペラ
２８ａ  吸込口
２８ｂ  吐出口
２９  囲い部
３０  蓋体
３０ａ  貫通孔
３１  出口部
３３  台座
３４  潤滑液タンク
３４ａ  開口
３４ｂ  底部
３４ｃ  蓋部
３４ｄ  内側周壁部
３４ｅ  外側周壁部
３５  配管
３６  満水検知器
３７  液冷ブラケット
３７ａ  溝
３８  ボール軸受
３９  接液部
４０  入口部
４１  循環管路
４２  バイパス流路
４３  熱交換部（付帯機器側熱交換部）
４４  本体側熱交換部
４５  冷却液用流路
４６  空気抜き弁
４７  流量調整弁
４８  ベローズ
４９  配管
５０  補給用流路
５１  逆止弁
５２  供給管
５３  ボールタップ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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