JP2005023815A - 両吸込み渦巻ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプと駆動手段の回転軸を一体化して、軸受けの数を少なくすると同時に、継手を不要とした両吸込み渦巻ポンプを提供する。
【解決手段】ポンプ側回転軸６ａと駆動手段４の回転軸６ｂを一体化すると共に、ポンプ運転中に羽根車１０に作用するラジアル荷重とスラスト荷重のうち、ラジアル荷重の一部をケーシング３に設けられたポンプ側の軸受け１４により支持し、残りのラジアル荷重とスラスト荷重を駆動手段４の回転軸６ｂを支承する軸受け１５により支持したもので、ポンプ側回転軸６ａを支承する軸受け１４の１個と、ポンプ側回転軸６ａと駆動手段側回転軸６ｂを接続する継手を廃止することができるため、ポンプ本体１から駆動手段４までの全長の短縮化とコモンベース５の小型化が可能になる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポンプと駆動手段の回転軸を一体化した両吸込み渦巻ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来両吸込み型の渦巻ポンプとしては、例えば特許文献１及び２に記載されたものが公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３６８９４号公報
【特許文献２】
特開２００２−３０３２９７号公報
【０００４】
前記従来の両吸込み渦巻ポンプは、何れも図２に示すように渦巻室ａを有するケーシングｂに、両端側に軸受けｃにより回転自在に支承された回転軸ｄが水平方向に設けられており、渦巻室ａ内に設けられた羽根車ｅは、回転軸ｄに固定されて、回転軸ｄと一体に回転されるように構成されている。
また回転軸ｄの一端側には、例えば電動機よりなる駆動手段の回転軸ｇが継手ｈを介して接続されていて、駆動手段ｆにより回転軸ｄを回転させると、渦巻室ａの両側に設けられた吸込み流路ｉより渦巻室ａへ流入した流体（水）が羽根車ｅの回転により渦巻室ａの外周側に設けられた吐出口（図示せず）より吐出されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記従来の両吸込み渦巻ポンプでは、図２に示すようにポンプの回転軸ｄの両端側が軸受けｃにより支承されている。
また駆動手段ｆの回転軸ｇも両端側が軸受けｊにより回転自在に支承されている上、各回転軸ｄ、ｇの間が継手ｈにより接続されている。
このためポンプから駆動手段ｆまでの全長が長くなって両吸込み渦巻ポンプを設置するのに広い据付け場所を必要とすると共に、ポンプ及び駆動手段ｆを載置するコモンベースｋも大型となる等の問題がある。
また軸受けｃ、ｊや継手ｈ等の部品点数も多くなるため、部品コストが嵩む等の問題もある。
【０００６】
本発明は前記従来の問題を改善するためになされたもので、ポンプと駆動手段の回転軸を一体化して、軸受けの数を少なくすると同時に、継手を不要とした両吸込み渦巻ポンプを提供して、全体の小型化とコストの低減を図ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の両吸込み渦巻ポンプは、渦巻室を有するケーシングと、ケーシングに軸受けを介してほぼ水平に支承されたポンプ側回転軸と、渦巻室内に設けられ、かつポンプ側回転軸に固定された羽根車と、ポンプ側回転軸を回転駆動する駆動手段とからなる両吸込み渦巻ポンプであって、ポンプ側回転軸と駆動手段の回転軸を一体化すると共に、ポンプ運転中に羽根車に作用するラジアル荷重とスラスト荷重のうち、ラジアル荷重の一部をケーシングに設けられたポンプ側の軸受けにより支持し、残りのラジアル荷重とスラスト荷重を駆動手段の回転軸を支承する軸受けにより支持したものである。
【０００８】
前記構成により、ポンプ側回転軸を支承する軸受けの１個と、ポンプ側回転軸と駆動手段側回転軸を接続する継手を廃止することができるため、ポンプから駆動手段までの全長の短縮化により据付け寸法の短縮化とコモンベースの小型化が可能になり、これによって狭い据付け場所にも両吸込み渦巻ポンプが容易に設置できると共に、軸受けや継手等の部品数の削減と、コモンベースの小型化により両吸込み渦巻ポンプのコスト低減が図れるようになる。
【０００９】
前記目的を達成するため本発明の両吸込み渦巻ポンプは、ポンプ側回転軸を支承する軸受けの少なくとも摺動面を、熱可塑性樹脂により形成すると共に、軸受の摺動面を水により潤滑したものである。
【００１０】
前記構成により、熱可塑性樹脂が有する滑性と、摺動面に形成される水膜により、回転軸との摺動面における摺動特性が向上することから、高い摺動面圧下で長時間使用しても摺動面が焼き付いたり早期に摩耗することがないため、ポンプ側軸受けの耐久性が向上すると共に、金属軸受けに比べて高い摺動面圧で使用できるため、軸受けの小型化が図れるようになる。
【００１１】
前記目的を達成するため本発明の両吸込み渦巻ポンプは、熱可塑性樹脂よりなる軸受けに、ポンプ自身の取り扱い水や、水道水、工業用水等を強制的に供給したものである。
【００１２】
前記構成により、ポンプ側軸受けの潤滑と冷却を同時に行うことができるため、さらに耐久性が向上すると共に、軸受けの潤滑や冷却にポンプ自身の取り扱い水を使用すれば、別に水源を必要としないので、軸受けの潤滑や冷却が容易かつ経済的に行えるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１に示す図面を参照して詳述する。
両吸込み渦巻ポンプ本体（以下ポンプ本体という）１は、電動機よりなる駆動手段４とともにコモンベース５上に設置されている。
ポンプ本体１は、中央部に渦巻室２を有するケーシング３を有していて、ケーシング３の底部がコモンベース５の上面に固着具７により固定されている。
ケーシング３は、例えば上下方向に２分割された分割構造のダブルボリュート形状となっていて、上部ケーシング３ａと下部ケーシング３ｂの間がボルト等の締結手段（図示せず）により水密に締結されていると共に、下部ケース３ｂ側に吸込み口と吐出口（ともに図示せず）が設けられている。
【００１４】
ケーシング３には、渦巻室２の中心部を水平方向に貫通する回転軸６が設けられている。回転軸６は駆動手段４の回転軸と共通一体化されていて、一端側がポンプ本体１の回転軸６ａに、そして他端側が駆動手段４の回転軸６ｂとなっている。
ポンプ側回転軸６ａの中間部には、渦巻室２内に設けられた両吸込み遠心型の羽根車１０が固定されていて、回転軸６ａと一体に羽根車ｅが回転するようになっており、渦巻室２の両側には吸込み流路１１が設けられ、渦巻室２は吐出流路１２に接続されている。
渦巻室２と吸込み流路１１の間には、吸込み口２ａが開口されていて、これら吸込み口２ａにはマウスリング１３が嵌着されている。
【００１５】
回転軸６のポンプ本体１側端部には、ケーシング３に設けられた軸受け１４に回転自在に支承され、ほぼ中間部と他端側は、駆動手段４の両端側に設けられた軸受け１５に回転自在に支承されている。
ポンプ本体１の端面側は、ケーシングカバー３ｃにより閉鎖されて、外部への液漏れが防止されていると共に、軸受け１４の反対側には、メカニカルシールよりなる軸封手段１６が設置されていて、吸込み流路１１からの液漏れを防止している。
ケーシング３に設けられたポンプ本体１側の軸受け１４は、ラジアル方向の荷重を支承する滑り軸受けよりなり、外層が金属スリーブにより形成され、内層が樹脂により形成された２層構造となっていて、回転軸８の外周面と内周面が摺動する内層は、熱可塑性樹脂により形成されている。
【００１６】
軸受け１４の樹脂層を形成する材料としては、好ましくは次のような熱可塑性樹脂が使用されている。ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニルン・エ一テル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＵＨＭＷ−ＰＥ（超高分子ポリエチレン）ＩＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリ・エ一テル・エ一テル・ケトン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、のうち少なくとも一種類を含むものを材料としている。さらに好ましくは、炭素繊維で強化させたＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、炭素繊維で強化させたＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等である。
【００１７】
内層が熱可塑性樹脂により円筒形に成形された軸受け１４の樹脂層の内径は、回転軸６ａの外周面との間で最小隙間となるように設定されていて、回転軸６ａの外周面との微小な隙間からの漏れ量が最小限となるように予め成形されている。
軸受け１４の端面側を閉鎖するケーシングカバー３ｃには、ほぼ中央に注水口１６が設けられていて、この注水口１７に図示しない給水管により渦巻室２内の加圧水の一部が強制的に注入されている。
注水口１７よりケーシングカバー３ｃ内へ注入された水は、軸受け１４へ流入して熱可塑性樹脂によりなる軸受け１４の摺動面に水膜を形成して、摺動面を潤滑すると同時に、軸受け１４全体を冷却するようになっている。
【００１８】
またポンプ本体１を駆動する駆動手段４は下部が固着具８によりコモンベース５上に固定されていると共に、駆動手段４側の回転軸６ｂを支承する軸受け１５は、駆動手段４自身のラジアル荷重及び、ポンプ本体１の羽根車１０に作用するラジアル荷重の一部を支持するラジアル軸受けと、羽根車１０に作用するスラスト荷重を支持するスラスト軸受けとから構成されている。
【００１９】
次に前記構成された両吸込み渦巻ポンプの作用を説明する。
前記両吸込み渦巻ポンプは、主として水道水や農業用水、灌漑用水等の揚水に使用するが、使用に当たっては、駆動手段４により回転軸６ｂを回転駆動すると、駆動手段４側の回転軸６ｂとポンプ本体１側の回転軸６ａは一体構造となっているため、回転軸６ｂの回転とともにポンプ本体１側の回転軸６ａが回転され、回転軸６ａに固定された羽根車１０が渦巻室２内で回転する。
【００２０】
これによってケーシング３に設けられた吸水口より吸水された水は、渦巻室２内で回転する羽根車１０により加圧される。
羽根車１０により加圧された水は、渦巻室２に接続された吐出流路１２を経て吐出口へと達し、吐出口より吐出される。
またポンプ本体１の運転中に羽根車１０に作用するラジアル荷重の一部は、回転軸６ａの一端側を支承する軸受け１４により支承され、残りのラジアル荷重と、スラスト荷重は駆動手段４側の回転軸６ｂを支承する軸受け１５により支持される。
これによってポンプ本体１側の回転軸６ａを支承する軸受け１４は１個所となる上、ポンプ本体１側の回転軸６ａと駆動手段４側の回転軸６ｂを接続する継手が不要となるため、ポンプ本体１と駆動手段４の全長を短縮することができると共に、全長が短縮されることにより、ポンプ本体１及び駆動手段４を設置するコモンベース５の小型化が図れるようになる。
【００２１】
一方、ポンプ本体１の運転中は、羽根車１０により加圧された水の一部が注水口１７より軸受け１４へ注入され、これによって熱可塑性樹脂により形成された軸受け１４の摺動面に水膜が形成されて摺動面が潤滑されると同時に、軸受け全体が冷却されるため、安定した軸受け特性が得られるようになる。
ちなみに軸受け１４の摺動面にメタル等の金属材料を使用した場合、ポンプ本体１の運転中に焼き付き等の事故を防止するための軸受け面積を大きくして、摺動面の面圧をできるだけ小さくする必要がある。
このため金属材料よりなる軸受けは軸受け面積の増大により大型となるが、前記実施の形態で使用した摺動面が熱可塑性樹脂によりなる軸受け１４を使用することにより、摺動特性が金属軸受けに比べて向上するため、軸受け自体の小型化が図れると同時に、焼き付き事故等の防止も図れるようになる。
【００２２】
なお前記実施の形態では、ポンプ自身が扱う自水を注水口１７へ注入するようにしたが、水道水や工業用水を別系統で注入するようにしてもよい。
また前記実施の形態では、駆動手段４に電動機を使用した場合について説明したが、タービンや内燃機関等の駆動手段を用いても勿論よい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、ポンプ側の回転軸と駆動手段の回転軸を一体化すると共に、ポンプ運転中に羽根車に作用するラジアル荷重とスラスト荷重のうち、ラジアル荷重の一部をケーシングに設けられた軸受けにより支持し、残りのラジアル荷重とスラスト荷重を駆動手段の回転軸を支承する軸受けにより支持するようにしたことから、ポンプ側回転軸を支承する軸受けの１個と、ポンプ側回転軸と駆動手段側回転軸を接続する継手を廃止することができるため、ポンプから駆動手段までの全長の短縮化とコモンベースの小型化が可能になり、これによって狭い据付け場所にも両吸込み渦巻ポンプが容易に設置できるようになると共に、軸受けや継手等の部品数の削減と、コモンベースの小型化により両吸込み渦巻ポンプのコスト低減が図れるようになる。
【００２４】
またポンプ側回転軸を支承する軸受けの少なくとも摺動面を、熱可塑性樹脂により形成すると共に、軸受の摺動面を水により潤滑するようにしたことから、熱可塑性樹脂が有する滑性と、摺動面に形成される水膜により、回転軸との摺動面における摺動特性が向上し、これによって高い摺動面圧下で長時間使用しても摺動面が焼き付いたり早期に摩耗することがないため、ポンプ側軸受けの耐久性が向上すると共に、金属軸受けに比べて高い摺動面圧で使用できるため、軸受けの小型化が図れるようになる。
【００２５】
さらに熱可塑性樹脂よりなる軸受けに、ポンプ自身の取り扱い水や、水道水、工業用水等を強制的に供給するようにしたことにより、ポンプ側軸受けの潤滑と冷却を同時に行うことができるため、さらに耐久性が向上すると共に、軸受けの潤滑や冷却にポンプ自身の取り扱い水を使用すれば、別に水源を必要としないので、軸受けの潤滑や冷却が容易かつ経済的に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になる両吸込み渦巻ポンプの断面図である。
【図２】従来の両吸込み渦巻ポンプの断面図である。
【符号の説明】
１ ポンプ本体
２ 渦巻室
３ ケーシング
４ 駆動手段
５ コモンベース
６ 回転軸
６ａ ポンプ側回転軸
６ｂ 駆動手段側回転軸
１０ 羽根車
１４、１５ 軸受け

Claims (3)

1. 渦巻室を有するケーシングと、前記ケーシングに軸受けを介してほぼ水平に支承されたポンプ側回転軸と、前記渦巻室内に設けられ、かつ前記ポンプ側回転軸に固定された羽根車と、前記ポンプ側回転軸を回転駆動する駆動手段とからなる両吸込み渦巻ポンプであって、前記ポンプ側回転軸と前記駆動手段の回転軸を一体化すると共に、ポンプ運転中に前記羽根車に作用するラジアル荷重とスラスト荷重のうち、ラジアル荷重の一部を前記ケーシングに設けられたポンプ側の軸受けにより支持し、残りのラジアル荷重とスラスト荷重を前記駆動手段の回転軸を支承する軸受けにより支持したことを特徴とする両吸込み渦巻ポンプ。
2. 前記ポンプ側軸受けの少なくとも摺動面を、熱可塑性樹脂により形成すると共に、前記軸受の摺動面を水により潤滑してなる請求項１に記載の両吸込み渦巻ポンプ。
3. 熱可塑性樹脂よりなる前記軸受けに、ポンプ自身の取り扱い水や、水道水、工業用水等を強制的に供給してなる請求項２に記載の両吸込み渦巻ポンプ。

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