(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口された円筒ケーシング内で、水平な軸心と直交方向で上方に突出するように配設される入力軸を支承する軸受室を前記軸心に至るように前記内筒ケーシングに配設し、前記軸心上に第１と第２のポンプ軸を両端側に一端部をそれぞれ突出させて前記軸受室で支承し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室から突出する端部に互いに捻れ方向が逆の第１と第２の羽根車をそれぞれ配設し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室内の端部に第１と第２の傘歯車を対向させてそれぞれ配設し、前記入力軸に前記第１と第２の傘歯車にともに噛合する第３の傘歯車を配設し、前記軸受室の外周に水路を形成するとともに、前記軸受室の外壁の前記軸心と平行な断面の上流側外形を円弧状に形成し、前記軸受室を水密構造とし、前記軸受室内に潤滑油を封入して下側を潤滑油溜まりとし、前記入力軸の先端面と前記入力軸を支承する軸受より外側の外周面とを連通する連通孔を設け、Ｌ字状に折り曲げたパイプの先端を閉塞して先端部近傍に回転方向に向けて開口を穿設してなる送油手段を、前記入力軸の先端面に前記連通孔に連通させて配設するとともに、前記送油手段の先端部の前記開口を前記潤滑油に没入し、前記入力軸の回転に伴う前記送油手段の回転により前記開口に作用する圧力により前記潤滑油が前記連通孔を経て前記入力軸の前記軸受より外側の外周面側に送られるように構成したことを特徴とする軸流ポンプ。
【請求項２】
両端が開口された円筒ケーシング内で、水平な軸心と直交方向で上方に突出するように配設される入力軸を支承する軸受室を前記軸心に至るように前記内筒ケーシングに配設し、前記軸心上に第１と第２のポンプ軸を両端側に一端部をそれぞれ突出させて前記軸受室で支承し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室から突出する端部に互いに捻れ方向が逆の第１と第２の羽根車をそれぞれ配設し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室内の端部に第１と第２の傘歯車を対向させてそれぞれ配設し、前記入力軸に前記第１と第２の傘歯車にともに噛合する第３の傘歯車を配設し、前記軸受室の外周に水路を形成するとともに、前記軸受室の外壁の前記軸心と平行な断面の上流側外形を円弧状に形成し、前記軸受室を水密構造とし、前記軸受室内に潤滑油を封入して下側を潤滑油溜まりとし、前記入力軸の先端面と前記入力軸を支承する軸受より外側の外周面とを連通する連通孔を設け、Ｌ字状に折り曲げたパイプの先端をさらに回転方向に折り曲げて先端の開口が回転方向に向くようにした送油手段を、前記入力軸の先端面に前記連通孔に連通させて配設するとともに、前記送油手段の先端の前記開口を前記潤滑油に没入し、前記入力軸の回転に伴う前記送油手段の回転により前記開口に作用する圧力により前記潤滑油が前記連通孔を経て前記入力軸の前記軸受より外側の外周面側に送られるように構成したことを特徴とする軸流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒ケーシングの軸方向長さが短く、比較的に揚程が高く、しかも異物による閉塞が生じにくく、さらに機械的信頼性の高い軸流ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
揚程が高い軸流ポンプとして、二重反転式の技術が実開平５−３２７９０号公報および実開平５−７８９９６号公報にて提案されている。実開平５−３２７９０号公報に示される軸流ポンプは、筒状ケーシング内に水中ポンプを収容し、主軸とその外周に嵌合する外軸を回転方向変換機構により互いに逆方向に回転させるようになし、主軸と外軸に互いに捻れ方向が逆の羽根車を配設したものである。また、実開平５−７８９９６号公報に示される軸流ポンプは、筒状ケーシング内に軸心上に２台の水中モータを収容し、回転軸を互いに逆方向に回転させるとともに、回転軸に互いに捻れ方向が逆の羽根車を配設したものである。
【０００３】
上記軸流ポンプは、二重反転機構のために、単一の軸流羽根を用いた場合や、２枚の軸流羽根を同一方向に回転させた場合に比べて、ポンプ効率が高くしかも揚程の高いポンプ特性が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の軸流ポンプは、いずれも筒状ケーシング内に水中モータを収容するために、筒状ケーシングの軸方向長さが長いものとなる。また、筒状ケーシング内に水中モータを収容しこの水中モータの外周に流路を形成するために、案内羽根または整流羽根のごとき板状部材で水中モータを筒ケーシングに支持せざるを得ない。そこで、流体に紐やビニールなどの異物を含むと、これらの異物が板状部材に引っ掛かり易く、流路が縮小されて最終的にはポンプが閉塞される虞がある。
【０００５】
本発明は、上述のごとき従来技術の事情に鑑みてなされたもので、円筒ケーシングの軸方向長さが短く、異物による閉塞が生じにくい二重反転式の軸流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、本発明の軸流ポンプは、両端が開口された円筒ケーシング内で、水平な軸心と直交方向で上方に突出するように配設される入力軸を支承する軸受室を前記軸心に至るように前記内筒ケーシングに配設し、前記軸心上に第１と第２のポンプ軸を両端側に一端部をそれぞれ突出させて前記軸受室で支承し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室から突出する端部に互いに捻れ方向が逆の第１と第２の羽根車をそれぞれ配設し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室内の端部に第１と第２の傘歯車を対向させてそれぞれ配設し、前記入力軸に前記第１と第２の傘歯車にともに噛合する第３の傘歯車を配設し、前記軸受室の外周に水路を形成するとともに、前記軸受室の外壁の前記軸心と平行な断面の上流側外形を円弧状に形成し、前記軸受室を水密構造とし、前記軸受室内に潤滑油を封入して下側を潤滑油溜まりとし、前記入力軸の先端面と前記入力軸を支承する軸受より外側の外周面とを連通する連通孔を設け、Ｌ字状に折り曲げたパイプの先端を閉塞して先端部近傍に回転方向に向けて開口を穿設してなる送油手段を、前記入力軸の先端面に前記連通孔に連通させて配設するとともに、前記送油手段の先端部の前記開口を前記潤滑油に没入し、前記入力軸の回転に伴う前記送油手段の回転により前記開口に作用する圧力により前記潤滑油が前記連通孔を経て前記入力軸の前記軸受より外側の外周面側に送られるように構成されている。
【０００７】
また、両端が開口された円筒ケーシング内で、水平な軸心と直交方向で上方に突出するように配設される入力軸を支承する軸受室を前記軸心に至るように前記内筒ケーシングに配設し、前記軸心上に第１と第２のポンプ軸を両端側に一端部をそれぞれ突出させて前記軸受室で支承し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室から突出する端部に互いに捻れ方向が逆の第１と第２の羽根車をそれぞれ配設し、前記第１と第２のポンプ軸の前記軸受室内の端部に第１と第２の傘歯車を対向させてそれぞれ配設し、前記入力軸に前記第１と第２の傘歯車にともに噛合する第３の傘歯車を配設し、前記軸受室の外周に水路を形成するとともに、前記軸受室の外壁の前記軸心と平行な断面の上流側外形を円弧状に形成し、前記軸受室を水密構造とし、前記軸受室内に潤滑油を封入して下側を潤滑油溜まりとし、前記入力軸の先端面と前記入力軸を支承する軸受より外側の外周面とを連通する連通孔を設け、Ｌ字状に折り曲げたパイプの先端をさらに回転方向に折り曲げて先端の開口が回転方向に向くようにした送油手段を、前記入力軸の先端面に前記連通孔に連通させて配設するとともに、前記送油手段の先端の前記開口を前記潤滑油に没入し、前記入力軸の回転に伴う前記送油手段の回転により前記開口に作用する圧力により前記潤滑油が前記連通孔を経て前記入力軸の前記軸受より外側の外周面側に送られるように構成しても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明の軸流ポンプの一実施例の縦断面図である。図２は、本発明の軸流ポンプの一実施例の円筒ケーシングの一部を切り欠いた斜視図である。図３は、送油手段を示す外観斜視図であり、（ａ）はＬ字状のパイプの側面に開口を設けた一例であり、（ｂ）はパイプを適宜に屈曲して形成した一例である。図４は、本発明の軸流ポンプを水路のゲートに付設した例を示す図である。
【０００９】
図１ないし図３において、両端が開口され内径が略一定の円筒状の円筒ケーシング１０内に、軸心と直交方向に軸受室１２が配設される。この軸受室１２は、軸心を通過して両端が円筒ケーシング１０に固定される。そして、軸受室１２に外側（図１では上側）から軸心近くまで入力軸１４が挿入され、軸受１６で適宜に支承される。そして、軸受室１２より外側に突出する入力軸１４の先端部は、軸継手４２を介して図示しないモータに連結される。
【００１０】
また、軸受室１２には、軸心上に第１と第２のポンプ軸１８，２０が両端側にそれぞれ一端部を突出させて軸受２２，２４などにより適宜に支承される。そして、第１と第２のポンプ軸１８，２０の軸受室１２から突出する端部に、互いに捻れ方向が逆の第１と第２の羽根車２６，２８が配設される。また、第１と第２のポンプ軸１８，２０の軸受室１２内の端部には、同じ形状の第１と第２の傘歯車３０，３２が互いに対向させてそれぞれ配設される。さらに、入力軸１４の軸心近くの端部に、第１と第２の傘歯車３０，３２にともに噛合する第３の傘歯車３４が配設される。
【００１１】
そして、軸受室１２は、水密構造とされて潤滑油が封入され、入力軸１４が配設されたのと反対側（図１で下側）が、実質的に潤滑油溜まり３６とされる。また、入力軸１４には、先端面より軸方向の孔が穿設され、またこれを支承する軸受１６より外側で外周面から軸方向の孔に向けて別の孔が穿設されて、先端面と軸受１６より外側の外周面が連通する連通孔３８が設けられる。さらに、入力軸１４の先端面に、図３に示す送油手段４０が連通孔３８に連通して配設される。ここで、図３（ａ）に示す送油手段４０は、Ｌ字状に折り曲げたパイプの先端を閉塞し、先端部近傍に開口４０ａを穿設されて形成される。なお、開口４０ａを回転方向に向けて入力軸１４の先端面に配設される。また、図３（ｂ）に示す送油手段は４０は、Ｌ字状に折り曲げたパイプの先端をさらに回転方向に折り曲げて、先端の開口４０ｂが回転方向に向くように形成される。
【００１２】
さらに、軸受室１２の外周には、軸心と平行方向の水路が形成される。そして、軸受室１２の外壁は、軸心と平行な断面外形が比較的に径の大きな略円形とされる。
【００１３】
かかる構成において、図示しないモータの駆動回転により入力軸１４が駆動回転されると、第１と第２と第３の傘歯車３０，３２，３４の噛合連結により、第１と第２のポンプ軸１８，２０が互いに逆方向に駆動回転される。そこで、第１の羽根車２６の回転で入口側４４から流入されるとともに旋回する流れが、第２の羽根車２８で出口側４６に流出されるとともに旋回成分の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されて、大きな圧力で吐出される。そこで、高い揚程が得られるとともに、優れたポンプ効率が得られる。
【００１４】
しかも、円筒ケーシング１０内には、従来のごとくモータが収容されておらず、軸方向長さを短く構成することができる。そこで、図４に示すごとく、水路のゲート５０のほぼ厚さ内で、本発明の軸流ポンプ６０の両端開口をゲート５０の両水路側に向けて配設し、ゲート５０の厚さ内に本発明の軸流ポンプ６０を駆動する水中モータ５２を配設することもできる。従来では、ゲート５０の一方の水路側外壁にポンプを配設し、適宜な配管により他方の水路側に至る流路を形成しており、ゲート５０に重量的なアンバランスが生ずる。この従来構造に比較して、本発明の軸流ポンプ６０をゲート５０に用いることで、構造が極めて簡単なものとなり得るとともに、重量的なアンバランスを生ずることがない。
【００１５】
また、軸受室１２の外壁の断面外形は比較的に径の大きな円形であり、紐やビニールなどの異物が一端引っ掛かっても流れとともに外れ易く、ポンプが閉塞されにくい。そこで、異物を含むことの多い汚水や下水などの排水を扱うポンプとして極め有益である。なお、軸受室１２の外壁は、上流側の断面外形が円弧状（楕円弧状も含む）であれば良く、かかる形状により異物の引っ掛かりが少ない。そして、下流側の断面外形を一例として下流側が狭い三角形状として、軸受室１２の下流の水路に渦が生じないようにしても良い。
【００１６】
さらに、入力軸１４の回転に伴い送油手段４０が回転され、潤滑油内に没入されて回転される開口４０ａ、４０ｂに作用する圧力により、潤滑油が連通孔３８内を上昇して軸受１６よりも外側の外周面側に送られ、軸受１６などに適宜に注油される。そこで、軸受１６，２２，２４および第１と第２と第３の傘歯車３０，３２，３４などへの潤滑油の供給が適切になされ、これらの機構の機械的な信頼性が高い。しかも、潤滑油溜まり３６となる部分の軸受室１４の外周には、軸心と平行方向の水路が形成されているので、貯溜されている潤滑油が軸受室１４の外壁を介して流水により冷却され、過熱されるようなことがない。なお、送油手段４０の開口４０ａ、４０ｂが没入する潤滑油は、適量が貯溜されれば良く、軸受室１２の入力軸１４が支承されるのと反対側で潤滑油溜まり３６となる部分を短くして、円筒ケーシング１０の対向する壁に到る前に適宜に閉塞されて、軸受室１２に代えて水路が形成されても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸流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。
【００１８】
請求項１および２記載のいずれの軸流ポンプにあっても、筒状ケーシング内にモータが収容されておらず、軸方向長さを短く構成することができる。しかも、円筒ケーシング内で入力軸を支承する軸受室の外壁の上流側の断面外形を円弧状に形成し、案内羽根などの板状部材が配設されないので、異物が引っ掛かっても流れとともに外れ易く、ポンプが閉塞されるようなことがない。また、軸受室を水密構造として潤滑油を封入したので、軸受室内に配設される軸受および傘歯車が適切に潤滑され、機械的な信頼性が高い。さらに、入力軸とともに回転する送油手段を設け、入力軸の回転に伴い、回転方向に向けられた開口に作用する圧力により、送油手段で潤滑油を所定の場所に送るようにしたので、より確実に所望の軸受などに潤滑油を供給でき、機械的な信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の軸流ポンプの一実施例の縦断面図である。
【図２】  本発明の軸流ポンプの一実施例の円筒ケーシングの一部を切り欠いた斜視図である。
【図３】  送油手段を示す外観斜視図であり、（ａ）はＬ字状のパイプの側面に開口を設けた一例であり、（ｂ）はパイプを適宜に屈曲して形成した一例である。
【図４】  本発明の軸流ポンプを水路のゲートに付設した例を示す図である。
【符号の説明】
１０  円筒ケーシング
１２  軸受室
１４  入力軸
１６，２２，２４  軸受
１８  第１のポンプ軸
２０  第２のポンプ軸
２６  第１の羽根車
２８  第２の羽根車
３０  第１の傘歯車
３２  第２の傘歯車
３４  第３の傘歯車
３６  潤滑油溜まり
３８  連通孔
４０  送油手段
４０ａ，４０ｂ  開口
４２  軸継手
４４  入口側
４６  出口側
５０  ゲート
５２  水中モータ
６０  軸流ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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