(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縦方向の揚水管と、この揚水管の上側に連設された吐出管とを備え、この吐出管に原動機の出力回転を方向変換して前記主軸に伝達する方向変換機が内蔵されているとともに、この方向変換機には、方向変換機構室から下向きに吐出管内に導出される縦方向の出力回転軸または前記方向変換機構室に導入されている前記主軸の上部を軸封して、吐出管内揚水の方向変換機構室への侵入を防止するメカニカルシールが設けられたメカニカルシール室を具備している方向変換機内蔵立軸ポンプにおいて、前記メカニカルシール室が大気開放系を介して大気開放されていることを特徴とする方向変換機内蔵立軸ポンプ。
【請求項２】
前記大気開放系にメカニカルシール室内の潤滑油面レベルよりも高位置の潤滑油漏出防止部が設けられている請求項１に記載の方向変換機内蔵立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ設置床部からの立軸ポンプの突出高さとポンプ設置床部から原動機の頂上までの高さを低くした方向変換機内蔵立軸ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプ設置床部からの立軸ポンプの突出高さを低くすることにより、高さが低く軽量の原動機台をポンプ設置床部に立設し、この原動機台に原動機を設置して、ポンプ設置床部から原動機の頂上までの高さを低くするとともに、ポンプ設置床部に負荷される荷重を軽減することのできる方向変換機内蔵立軸ポンプを本出願人によって提案した（特願２００１−１０６９９３号）。
【０００３】
前記方向変換機内蔵立軸ポンプは、図３および図４に示すように構成されている。これらの図において、１４は方向変換機を示す。この方向変換機１４は原動機２０の出力回転を直交変換（方向変換）して主軸２に伝達するためのもので、吐出ベンド（吐出管）６の上端に設けた上向きの開口部２７を開閉可能に塞ぐ蓋部２８に固定した状態で、開口部２７から出し入れ可能に吐出管６に内蔵されている。すなわち、開口部２７を蓋部２８で塞ぐことによって、方向変換機１４は吐出管６に内蔵され、メンテナンスなどに際しては、蓋部２８を引上げることによって、吐出管６から方向変換機１４を取出すことができる。また、吐出管６の側面には、横向きの開口部２７Ａが設けられている。
【０００４】
方向変換機１４は、縦軸線Ｃ１を有するケーシング２９と、縦軸線Ｃ１に直交する横軸線Ｃ２を有して内端部がケーシング２９の側壁部に液密に取付けられて側方にのびる軸受ケース３０と、縦軸線Ｃ１上にある出力回転軸３１と、横軸線Ｃ２上にある入力回転軸３２とを備え、ケーシング２９の内部は、上側の方向変換機構室３３と、下側のメカニカルシール室３４との上下二室に区画されており、軸受ケース３０の内端面は方向変換機構室３３に臨んでいる。
【０００５】
蓋部２８は、縦軸線Ｃ１方向の両端部を開口した中心ボス部２８Ａと、この中心ボス部２８Ａの上端部に形成された大径フランジ部２８Ｂと、中心ボス部２８Ａの下端部近くに形成された小径フランジ部２８Ｃとを備えている。そして、シールリング（図示省略）を介在して、ケーシング２９における上端開口部３５の外周縁部に小径フランジ部２８Ｃを載置し、図示していない複数のボルトによって締結することで、蓋部２８に方向変換機１４のケーシング２９を液密かつ着脱可能に固定してある。また、シールリング（図示省略）を介在して、吐出管６における開口部２７外周のフランジ部２７Ｂに大径フランジ部２８Ｂの外周縁部を載置し、図示していない複数のボルト・ナットによって締結することで、開口部２７を蓋部２８によって水密かつ開閉可能に塞いでいる。
【０００６】
出力回転軸３１は、蓋部２８における中心ボス部２８Ａの下端部に組付けられた軸受ケース３６内の上下２段の軸受３７Ａ，３７Ｂと、ケーシング２９における方向変換機構室３３内に設けた軸受支持部３８に支持されている軸受３７Ｃによって、回転自在に支持されてケーシング２９の下方に延出している。また、これら軸受３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃは、出力回転軸３１、主軸２、羽根車３などの回転体の重量を含むポンプ運転時の軸スラストを受推している。
【０００７】
入力回転軸３２は、軸受ケース３０内の軸受３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃによって、回転自在かつ横軸線Ｃ２方向の移動を不能に支持されている。軸受ケース３０は、横向きの開口部２７Ａから吐出管６の外側に導出され、この軸受ケース３０の外側に入力回転軸３２の外端部が延出している。また、軸受ケース３０の外端開口部は、入力回転軸３２が摺接するシールリング４０を中心部に嵌め込んだ軸受カバー４１によって液密に塞がれている。なお、軸受カバー４１は、カバー押さえ４２が図示していないボルトによって軸受ケース３０の外端部に締め付けられることで軸受ケース３０の外端面に押し付けられている。
【０００８】
軸受ケース３０とケーシング２９の側壁の一部に保持筒４３が外嵌され、この保持筒４３を吐出管６の外側から横向きの開口部２７Ａに挿入し、シールリング（図示省略）を介在して開口部２７Ａの外周に外端フランジ部４３Ａを当接させ、図示していない複数のボルトによって締結することで、吐出管６に保持筒４３を水密かつ着脱可能に固定してある。
【０００９】
入力回転軸３２の内端部には小傘歯車４５が形成または固着され、この小傘歯車４５が出力回転軸３１に固着されている大傘歯車４６に噛み合うことで、直交変換伝達機能を有する歯車減速機を構成しており、小傘歯車４５と大傘歯車４６は方向変換機構室３３の内部に位置している。また、メカニカルシール室３４に上下２段のメカニカルシール４７Ａ，４７Ｂが設けられ、上段のメカニカルシール４７Ａによって、方向変換機構室３３内の潤滑油４８がメカニカルシール室３４に漏出したり、メカニカルシール室３４内の潤滑油４９が方向変換機構室３３に漏出するのを防止するとともに、下段のメカニカルシール４７Ｂによって、吐出管６内の揚水がメカニカルシール室３４に侵入したり、メカニカルシール室３４内の潤滑油４９が吐出管６内に漏出するのを防止して、出力回転軸３１を回転自在かつ液密に軸封している。
【００１０】
出力回転軸３１の下端部はカップリング１５を介して主軸２に同時回転可能に連結され、入力回転軸３２の外端部は、カップリング１８，１８と中間軸１９などを介して原動機２０の水平方向の出力回転軸２１に同時回転可能に連結されている。
【００１１】
一方、蓋部２８における中心ボス部２８Ａの上端開口部は、蓋５２により気密に塞がれ、軸受ケース３６内の軸受３７Ａ，３７Ｂにゴミが侵入するのを防止している。また、ケーシング２９には、メカニカルシール室３４に潤滑油４９を供給して、メカニカルシール４７Ａ，４７Ｂを潤滑密封するとともに、潤滑油４９の交換や点検に際して、潤滑油４９を排出する給・排油通路５８が設けられ、この給・排油通路５８は、潤滑油給・排管５９の接続を可能に閉塞されている。なお、図３において、Ｐは立軸ポンプ、１は複数の軸受、７は吸込ベル、８は吐出弁、９は排水管、１０は吐出水槽、１１は逆流防止用のフラップ弁を示す。
【００１２】
このような構成であれば、原動機２０の出力は、水平方向の出力回転軸２１→方向変換機１４の入力回転軸３２→小傘歯車４５→大傘歯車４６→出力回転軸３１→カップリング５０の動力伝達経路で主軸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。また、方向変換機１４が入力回転軸３２側の小傘歯車４５と出力回転軸３１側の大傘歯車４６とを噛み合せた直交変換伝達機能を有する歯車減速機によって構成されているので、原動機２０の高回転数を所定の減速比で立軸ポンプＰの必要回転数まで減速して運転することができる。
【００１３】
しかも、方向変換機１４が吐出管６に内蔵されているので、立軸ポンプＰの突出高さＨを吐出管６の高さに低減できる。したがって、高さが低く軽量の原動機台２２をポンプ設置床部１２に立設し、この原動機台２２に原動機２０を設置できるので、ポンプ設置床部１２から原動機２０の頂上までの高さＨ４が低くなるとともに、ポンプ設置床部１２に負荷される荷重を軽減することができる効果が得られる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の方向変換機内蔵立軸ポンプは、万一、メカニカルシール４７Ａ，４７Ｂが損傷して、軸封機能が損なわれても、この状態を迅速かつ確実に検出することができなかった。このため、メカニカルシール４７Ａ，４７Ｂが損傷した場合には、損傷状態を迅速かつ確実に検出することが必要であると考えられる。
【００１５】
そこで、本発明は、万一、メカニカルシールが損傷した場合には、この状態を迅速かつ確実に検出することができる方向変換機内蔵立軸ポンプを提供することを目的としている。
【００１６】
【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に記載の発明に係る方向変換機内蔵立軸ポンプは、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縦方向の揚水管と、この揚水管の上側に連設された吐出管とを備え、この吐出管に原動機の出力回転を方向変換して前記主軸に伝達する方向変換機が内蔵されているとともに、この方向変換機には、方向変換機構室から下向きに吐出管内に導出される縦方向の出力回転軸または前記方向変換機構室に導入されている前記主軸の上部を軸封して、吐出管内揚水の方向変換機構室への侵入を防止するメカニカルシールが設けられたメカニカルシール室を具備している方向変換機内蔵立軸ポンプにおいて、前記メカニカルシール室が大気開放系を介して大気開放されていることを特徴としている。
【００１７】
また、前記大気開放系にメカニカルシール室内の潤滑油面レベルよりも高位置の潤滑油漏出防止部を設けることが好ましい。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、メカニカルシールが損傷して、吐出管内の揚水がメカニカルシール室に侵入した場合には、メカニカルシール室内の潤滑油が白濁するとともに、揚水の侵入量に略相当する白濁した潤滑油が大気開放系から外部に漏出するので、この漏出を目視するかまたは漏出によって生じる大気開放系内の流れを検知することで、メカニカルシールの損傷状態を迅速かつ確実に検出することができる。
【００１９】
また、大気開放系にメカニカルシール室内の潤滑油面レベルよりも高位置の潤滑油漏出防止部が設けられていることで、メカニカルシールの正常状態でメカニカルシール室内の潤滑油が大気開放系から外部に漏出するのを防止することができる。
【００２０】
【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は本発明の一実施の形態の要部を示す拡大断面図である。なお、図３の複数の軸受１、羽根車３、吐出しボウル４、吸込ベル７、吐出弁８、排水管９、吐出水槽１０および逆流防止用のフラップ弁１１などは本発明と同じであるので、これらの図示は省略するとともに、図４と同一もしくは相当部分には同一符号を付して、重複する構造説明および作用説明は省略する。
【００２１】
図１において、メカニカルシール室３４は、大気開放系６０を介して大気開放されている。大気開放系６０は、メカニカルシール室３４を大気に連通させる管路によって構成されており、この管路には、立軸ポンプＰの外部、つまり吐出管６の外部に形成した立ち上げ部６０Ａと、この立ち上げ部６０Ａの上端から水平に吐出管６から離れる方向にのびる潤滑油漏出防止部６０Ｂと、この潤滑油漏出防止部６０Ｂの先端から下向きにのびて下端を開口した排出部６０Ｃとを備え、排出部６０Ｃは、たとえば合成樹脂などの透明材料によって形成した回収容器６１に挿入されている。そして、潤滑油漏出防止部６０Ｂの位置は、メカニカルシール室３４内における潤滑油４９の油面レベルＯＬよりも高い位置に設定されている。
【００２２】
このように、潤滑油漏出防止部６０Ｂの位置が潤滑油４９の油面レベルＯＬよりも高い位置に設定されていることにより、メカニカルシール４７Ａ，４７Ｂの正常状態でメカニカルシール室３４内の潤滑油４９が大気開放系６０から外部に漏出するのを防止することができる。また、大気開放系６０に、潤滑油給・排管（図示省略）を接続することにより、大気開放系６０をメカニカルシール室３４への潤滑油４９供給時の給油通路や、潤滑油４９の交換や点検に際して潤滑油４９を排出する排油通路として機能させることもできる。
【００２３】
一方、下段のメカニカルシール４７Ｂが損傷して、吐出管６内の揚水がメカニカルシール室３４に侵入すると、メカニカルシール室３４内の潤滑油４９が白濁するとともに、揚水の侵入量に略相当する白濁した潤滑油４９が大気開放系６０から漏出して回収容器６１に回収されるので、この漏出・回収を目視することで、下段のメカニカルシール４７Ｂの損傷状態を迅速かつ確実に検出して、早期に下段のメカニカルシール４７Ｂを補修または交換することができる。
【００２４】
また、上段のメカニカルシール４７Ａが損傷して、方向変換機構室３３内の潤滑油４８がメカニカルシール室３４に漏出すると、メカニカルシール室３４内の潤滑油４９が変色するとともに、潤滑油４８の侵入量に略相当する変色した潤滑油４９が大気開放系６０から漏出して回収容器６１に回収されるので、この漏出・回収を目視することで、上段のメカニカルシール４７Ａの損傷状態を迅速かつ確実に検出して、早期に上段のメカニカルシール４７Ａを補修または交換することができる。
【００２５】
なお、大気開放系６０から外部への漏出を目視によって検出することのみに限らず、漏出によって生じる大気開放系６０内の流れを図示していない流れ検知器で検知するように構成しても、メカニカルシール４７Ａ，４７Ｂの損傷状態を迅速かつ確実に検出して、早期にメカニカルシール４７Ａ，４７Ｂを補修または交換することができる。
【００２６】
また、大気開放系６０の潤滑油漏出防止部６０Ｂは、前記実施の形態のように、立ち上げ部６０Ａの上端から水平にのびて形成した構造のみに限定されるものではなく、図２（Ａ）に示すように、立ち上げ部６０Ａの上端に外部より目視可能な油面計６０Ｄを備えたオイルタンク６０Ｅを取付け、このオイルタンク６０Ｅの内部は、その上端部に設けたエアブリーザ６０Ｆを介して大気開放するとともに、オイルタンク６０Ｅ内の潤滑油４９の油面レベルＯＬ１をメカニカルシール室３４内の潤滑油４９の油面レベルＯＬよりもΔｈだけ高いレベルに設定して、Δｈに相当する部分を潤滑油漏出防止部６０Ｂとしてもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、立ち上げ部６０Ａと、下向きに曲げた潤滑油漏出防止部６０Ｂと、排出部６０Ｃとを備えた逆Ｕ字状の大気開放系６０であってもよい。
【００２７】
さらに、上下２段のメカニカルシール４７Ａ，４７Ｂで出力回転軸３１を回転自在かつ液密に軸封し、この出力回転軸３１の下端部にカップリング１５を介して主軸２を同時回転可能に連結した構造で説明しているが、主軸２の上部を方向変換機構室３３に導入し、この主軸２の上部を方向変換機構室３３から下向きに吐出管６内に導出される縦方向の出力回転軸として機能させるとともに、上下２段のメカニカルシール４７Ａ，４７Ｂで回転自在かつ液密に軸封した構造、つまり、図１の出力回転軸３１とカップリング１５を省略した構造であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方向変換機内蔵立軸ポンプは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００２９】
請求項１に記載の発明によれば、万一、メカニカルシールが損傷して、軸封機能が損なわれても、この状態を迅速かつ確実に検出して、早期にメカニカルシールを補修または交換することができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明のように、大気開放系にメカニカルシール室内の潤滑油面レベルよりも高位置の潤滑油漏出防止部を設けることで、メカニカルシールの正常状態でメカニカルシール室内の潤滑油が大気開放系から外部に漏出するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の要部を示す拡大断面図である。
【図２】大気開放系の変形例を示す構成図である。
【図３】従来例の全体図である。
【図４】従来の方向変換機とメカニカルシール室などを示す拡大断面図である。
【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（吐出管）
１４  方向変換機
２０  原動機
３１  方向変換機の出力回転軸
３３  方向変換機構室
３４  メカニカルシール室
４７Ａ  上側メカニカルシール
４７Ｂ  下側メカニカルシール
４９  メカニカルシール室の潤滑油
６０  大気開放系
６０Ｂ  潤滑油漏出防止部
ＯＬ  メカニカルシール室内の潤滑油面
【図１】
0004048041.tif 000002
【図２】
0004048041.tif 000003
【図３】
0004048041.tif 000004
【図４】
0004048041.tif 000005