JPH0988876A

JPH0988876A - 地下排水装置

Info

Publication number: JPH0988876A
Application number: JP25219395A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Washitani; 秀美鷲谷; Hiroshi Agata; 寛志阿片; Kiyoshi Kogure; 清木暮; Mutsuo Yoshitsuru; 睦男吉鶴
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】地下空間の制約に適合し、信頼性が高く小形で
大容量の排水が可能な地下排水装置を提供する。【解決手段】ポンプ井３３と、ポンプ３２と、吐出管３
１と、ポンプ３２を駆動する原動機３５と、原動機３５
とポンプ３２の間に設置される変速機３６と、原動機３
５などを制御する制御装置３７とを含み構成され、地下
に流入した大量の水を地下水路３４，ポンプ井３３，ポ
ンプ３２，吐出管３１を経て、河川３０に排水する地下
排水装置において、変速機３６が、入力軸の動力を第一
段目の歯車列により複数本の中間軸へ分配し、該複数本
の中間軸の動力を第二段目の歯車列及び第三段目の歯車
列により同時集合し、出力軸へ伝達するロックド・トレ
ーン形構造を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下排水装置に係
り、特に、小形化、大容量化に結び付く大深度地下排水
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大規模な大深度地下排水装置のポ
ンプ機場の設置計画が各方面で急速に進められている。
この地下に設置されるポンプ機場のニーズから、変速機
の省スペース化が要求されると共に、変速機の単機容量
アップがどこまで図れるかが最大のポイントとなってい
る。また、地下でのメインテナンスが困難であるので、
緊急時には必ず稼動しなくてはならないという高信頼性
も要求される。そして、従来技術としては、例えば、
特開平４−１６３２３４号公報に開示されている変速機
が用いられて地下排水装置が構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
変速機では、例えば一次変速機（ヘリカル）と二次変速
機（ベベル−ヘリカル）の２段構成では、地下排水装置
はかなり大きな構造となり、また排水容量に限界があ
り、都市型地下排水の対応に合致しないという問題があ
った。更に、上記の一軸方式の変速機では、単体での実
負荷試験が難しく、地下排水装置としての信頼性の確認
が十分できないといった問題もあった。本発明の目的
は、地下空間利用の制約に適合し、信頼性が高く、小形
で大容量の排水が可能な地下排水装置を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、原動機の動
力を入力軸を介して変速機に伝達し出力軸を介してポン
プに伝達して前記原動機で前記ポンプを駆動し地下に溜
めた水を排水する地下排水装置において、前記変速機
は、前記入力軸に伝達された動力を第一段目の歯車列に
より複数本の中間軸へ分配し、該複数本の中間軸の動力
を第二段目の歯車列及び第三段目の歯車列により同時に
集合し、前記出力軸へ伝達するロックド・トレーン形構
造を有することにより達成される。すなわち、上記変速
機を用いてポンプ機場の占有空間を小さくし、大きな動
力を伝達して大容量排水を行い都市型地下排水に対応す
るものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明による一
実施例の地下排水装置を示す図である。特に、小形化や
大容量化などを必要としている大深度地下排水装置を示
している。地下排水装置は、地下水路３４に連結された
ポンプ井３３と、ポンプ３２と、吐出管３１と、ポンプ
３２を駆動する原動機３５と、原動機３５とポンプ３２
の間に設置される変速機３６と、原動機３５などを制御
する制御装置３７とを含み構成される。そして、洪水な
どのときに地下に流入した大量の水が、地下水路３
４，ポンプ井３３，ポンプ３２，吐出管３１を経て、河
川３０に排水される。なお、地下排水装置は、ポンプ
と、ポンプを駆動する原動機と、原動機とポンプの間に
設置される変速機とから構成されるものでも可である。

【０００６】上記地下排水装置の排水動作について説明
する。電動機またはガスタービン等の原動機３５の動力
(回転力)が、カップリングなどを介し変速機３６に伝達
される。変速機３６に伝達された動力は減速され、か
つ、原動機３５の軸方向である水平方向からポンプ３２
の軸方向である垂直方向に変換される。そして、減速さ
れた動力によって、ポンプ３２が駆動される。駆動され
たポンプ３２は、地下水路３４を経てポンプ井３３に溜
った水を吸い上げ、河川３０に放流する。

【０００７】ところで、大深度地下排水装置の場合、地
下水路３４は地下約５０ｍのところにあり、同様に地下
深いところにあるポンプ機場としては、占有空間が小さ
くかつ都市型洪水にも迅速に対応できるものが望まれ、
従って、小形で大容量の排水が可能で、信頼性の高いポ
ンプ機場(ポンプシステム)が要求される。換言すれば変
速機３６に対しても、小形で、大きな動力(回転力)が伝
達可能で、信頼性の高いものが要求されることになる。

【０００８】上記要求に応える、本発明による地下排水
装置に用いられるポンプ用変速機の実施例について、図
２〜図５により説明する。図２は、本発明による地下排
水装置に用いられる第一の実施例のポンプ用変速機を示
す横断面図である。図３は、図２のポンプ用変速機の縦
断面図である。図２、図３を参照し本実施例の構成につ
いて説明する。本実施例の地下排水装置に用いられる変
速機は３段変速機である。図２〜３において、入力軸１
には、ピニオン３が固定される。ピニオン３には、各々
のボルト１２によって、二本の第１中間軸４の各々に嵌
合された二つのカップリング５に固定されたギア６が、
２個同時に噛合している。ギア６はピニオン３より多い
歯数を有し、これによって入力軸１の動力は減速され、
２本の第１中間軸４にそれぞれ分配伝達される。このピ
ニオン３とギア６が、第１段目の円筒歯車としてのヘリ
カルギアで構成された歯車列を構成している。

【０００９】また、第１中間軸４の他端側には、ベベル
ピニオン７が固定あるいは一体形成されており、この二
つのベベルピニオン７は、二本の第２中間軸８の各々に
固定されたベベルギア９にそれぞれ噛合している。第２
中間軸８に固定されたベベルギア９は、ベベルピニオン
７より多い歯数を有し、第１中間軸４の動力を更に減速
する。また、動力の伝達方向をベベルピニオン７からベ
ベルギア９を経て水平から垂直に方向変換している。こ
のベベルピニオン７とベベルギア９が、第２段目の傘歯
車としてのベベルギアで構成された歯車列を構成してい
る。

【００１０】二つの第２中間軸８の各々に設けたピニオ
ン１０は、動力を出力軸２に固定されたギア１１に同時
に集合し伝達する。このピニオン１０とギア１１が、第
３段目の円筒歯車としてのヘリカルギアで構成された歯
車列を構成している。すなわち、本実施例の変速機は、
入力軸の動力を二つの歯車に分配し、この二つの歯車の
動力を第２、第３の歯車列により出力軸に同時集合し伝
達するロックド・トレーン形構造を有する変速機であ
る。その結果、入力軸の動力を変速する時、２本の中間
軸に分配するため、１軸当りの動力は小さくなり、全て
の歯車を小形化でき、変速機全体として、コンパクト化
が可能になるものである。換言すれば、上記のようなロ
ックド・トレーン形構造で構成されているので、第１及
び第２中間軸４，８には全負荷の半分の負荷しかかから
ず、全ての歯車が小形化された変速機が得られ、ポンプ
機場も全体的にコンパクト化が可能である。

【００１１】また、歯の噛合が閉ループ状態なので、単
体で歯面に負荷を与えることもできる。その結果、製造
工場における変速機の出荷試験において、全負荷時での
負荷面の歯当り、振動・騒音等を確認する単体負荷試験
が容易に行え、変速機の信頼性の確認、すなわちポンプ
機場の十分なる信頼性の確保ができるなどの利点に結び
付いている。

【００１２】具体的には、従来の変速機においては、一
次変速機と二次変速機の２段構成であったために、変速
機の占有空間が大きいばかりでなく、変速機を介し伝達
される動力(回転力)に限度があった。これに対し、全負
荷の半分の負荷で済む本実施例の変速機は、１段構成と
なり小形化され、かつ、伝達される動力(回転力)は、従
来の変速機の約２倍まで可能となる。

【００１３】図１に戻り、１段構成であり小形化された
変速機を用いれば、図１に示す原動機３５の軸方向の変
速機が占める水平方向のＬ寸法が、従来の２段構成に比
べて約４０％短縮される(例えば、５００００馬力の変
速機であれば、約５〜６(ｍ)短縮される)ことになり、
地下のポンプ機場の占有空間は小さくなる。これによっ
て、地下と言えども用地確保の困難な都市においては、
地下排水装置の設置が容易になると同時に、地下約５０
ｍのところに設置される大深度地下排水装置の採掘工事
などが楽になることに結び付く効果がある。また、駆動
動力の大きな大容量の排水ポンプ、例えば、大容量立軸
ポンプを導入することができるようになり、大容量の排
水を行って都市型洪水に迅速に対応することができる効
果もある。

【００１４】以上のように、本発明によれば、都市の地
下空間の制約に適合し、信頼性が高く小形で大容量の排
水が可能な地下排水装置を提供することができる。な
お、上記のようなロックド・トレーン構造では、二つの
歯車（ギア６）の歯の位相調整を行うことが望ましく、
例えば、第１中間軸４に嵌合されているカップリング５
のギア６との連結ボルト穴１２を、歯の位相調整後に合
わせて加工している。

【００１５】次に、上記歯の位相調整についての実施例
について、図４と図５を用いて説明する。図４は、本発
明による地下排水装置に用いられる第二の実施例のポン
プ用変速機を示す縦断面図である。図５は、図４の中間
軸部分を示す拡大断面図である。第二の実施例の特徴は
図４に示すように、第１段目歯車列を構成するギア６と
ベベルピニオン７を有する第１中間軸を連結する部分に
歯車の位相調整装置Ｉが設けてあることである。図５
は、図４のＩ部を拡大した図であり、位相調整装置Ｉを
示している。位相調整装置Ｉは、図５に示すように３つ
の主要部品である内歯車１３，１４とスライドギア１５
から構成され、噛合部の歯車にスパーギア１５ａとヘリ
カルギア１５ｂを有し、両者とスライドギア１５が連結
している。スライドギア１５はブロック１６とブロック
１７に案内される。

【００１６】また、スライドギア１５とスパーギア１５
ａとヘリカルギア１５ｂの間の外周には、スライドギア
１５を軸方向に移動させるためのネジ１５ｃが切ってあ
る。ネジ１５ｃには二つ割のナット１８が取付けられ、
ナット１８には、その回転防止のため内歯車１４と固定
するフランジ１５ｄが設けてある。さらに、二つ割のナ
ット１８が拡大しないように、その外周には一体リング
１９が取付けられている。その他の構成は第一の実施例
と同様である。

【００１７】次に、第二の実施例の動作について説明す
る。本実施例の特徴は、歯車の位相調整装置Ｉである。
本実施例では、ナット１８を回すことにより、スライド
ギア１５が軸方向に移動する。スライドギア１５が軸方
向に移動すると、ヘリカルギア１５ｂにより内歯車１３
は回転させられ、内歯車１３と連結しているギア６も回
転する。このような方法でギア６を回転させることで、
ギア６とピニオン３の歯車の歯の山と谷の位相を合わせ
ることができる。その結果、カップリング５の合わせ加
工の必要がなくなり、作業性が向上する。その他の動作
は第一の実施例と同様である。以上のように、本実施例
によれば、歯車の歯の位相調整が簡単にできるので、カ
ップリング５の合わせ加工の必要がなくなり、容易に信
頼性の高い、小形で大容量のポンプ用変速機を提供する
ことができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、地下空間の制約に適合
し、信頼性が高く小形で大容量の排水が可能な地下排水
装置が提供されるので、地下空間を利用した排水対策が
促進される。特に、用地確保、採掘工事などに難点のあ
る都市における都市型洪水に対応できる大容量の大深度
地下排水装置の設置促進に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の地下排水装置を示す図
である。

【図２】本発明による地下排水装置に用いられる第一の
実施例のポンプ用変速機を示す横断面図である。

【図３】図２のポンプ用変速機の縦断面図である。

【図４】本発明による地下排水装置に用いられる第二の
実施例のポンプ用変速機を示す縦断面図である。

【図５】図４の中間軸部分を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１…入力軸、２…出力軸、３…ピニオン、４…第１中間
軸、５…カップリング６…ギア、７…ベベルピニオン、
８…第２中間軸、９…ベベルギア、１０…ピニオン、１
１…ギア、１２…ボルト、１３…内歯車、１４…内歯
車、１５…スライドギア、１５ａ…スパーギア、１５ｂ
…ヘリカルギア、１５ｃ…ネジ、１５ｄ…フランジ、１
６，１７…ブロック、１８…ナット、１９…一体リン
グ、３０…河川、３１…吐出管、３２…ポンプ、３３…
ポンプ井、３４…地下水路、３５…原動機、３６…変速
機、３７…制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉鶴睦男茨城県土浦市神立町603番地株式会社日立製作所土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機の動力を入力軸を介して変速機に伝
達し出力軸を介してポンプに伝達して、前記原動機で前
記ポンプを駆動し地下に溜めた水を排水する地下排水装
置において、前記変速機は、前記入力軸に伝達された動力を第一段目
の歯車列により複数本の中間軸へ分配し、該複数本の中
間軸の動力を第二段目の歯車列及び第三段目の歯車列に
より同時に集合し、前記出力軸へ伝達するロックド・ト
レーン形構造を有することを特徴とする地下排水装置。
【請求項２】請求項１において、前記第一段目の歯車列
は円筒歯車で構成され、第二段目の歯車列は傘歯車で構
成され、前記第三段目の歯車列は円筒歯車で構成された
ことを特徴とする地下排水装置。
【請求項３】請求項１において、前記第一段目の歯車列
は円筒歯車で構成され、第二段目の歯車列は傘歯車で構
成され、前記第三段目の歯車列は円筒歯車で構成される
と共に、前記中間軸は歯車の歯の位相を調整する位相調
整装置を備えたことを特徴とする地下排水装置。