JP2007146775A - ポンプ装置およびポンプ装置の固有振動数の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素化した構造で中間軸受のメンテナンスを容易に行うことができ、固有振動数の調整が可能なポンプ装置およびポンプ装置の固有振動数の調整方法を提供する。
【解決手段】 ケーシング７の外周部で板状の固定部材１６を介してポンプ１を床１３に固定し、中間軸受支持部材１２の先端接続部２８を固定部材１６の取付部と略同一平面上で、かつ固定部材１６の取付部の内側に配置して固定する。これにより、中間軸受のメンテナンスが容易になり、かつ中間軸受支持部材１２を介して中間軸受９のラジアル荷重が固定部材１６に負荷されても、固定部材１６に曲げモーメントが作用しなくなって、固定部材１６の負担を小さくすることができる。また、固定部材１６の肉厚変更などでその剛性を加減することで、ポンプ１の固有振動数を調整し、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポンプ装置およびポンプ装置の固有振動数の調整方法に関するものである。

ポンプ装置の一例である立軸ポンプを図１１に示す。この図において、立軸ポンプ１は、垂直方向の主軸２と、主軸２の下方に取りつけた羽根車３と、羽根車３を回転自在に収容した吸込みベル４と、吸込みベル４の上側に接続したボウル４１と揚水管５と、揚水管５の上側に接続した短管４２と吐出曲管６とを有し、吸込みベル４，ボウル４１，揚水管５，短管および吐出曲管６によってケーシング７を構成して、羽根車３の回転により送出された水を吐出曲管６から吐出する。また、主軸２はボウル４１内において羽根車３の上側近傍で下部軸受８により回転自在に軸支され、揚水管５内で少なくとも１つの中間軸受９により回転自在に軸支され、羽根車３下方近傍の下端部は吸込みベル４内においてボトム軸受４３により回転自在に支持されるとともに、吐出曲管６の曲管部上部で上部軸受１０により回転自在に軸支されており、下部軸受８は下部軸受支持部材１１を介してボウル４１に保持され、中間軸受９は中間軸受支持部材１２を介してケーシング７内の所定位置に保持されている。

前記構成の立軸ポンプ１は、水槽Ｗ上部のコンクリート製の床１３に貫設されているポンプ設置孔１４を通し、かつ短管４２と一体形成された山形の環状隆起部１５ａを備えた鋳物製の固定部材１５を介して水槽Ｗに懸垂設置される。すなわち、揚水管５の上部に設けたフランジ５ａと固定部材１５の下部に設けたフランジ１５ｂの間に中間軸受支持部材１２の外端部を挟持した状態で、固定部材１５の上部に設けたフランジ部１５ｃをポンプ設置孔１４周辺の床１３に載置して固定した後に、吐出曲管６の下端近傍に設けたフランジ６ａを固定部材１５の上面に載置して固定することで、立軸ポンプ１を水槽Ｗに懸垂して設置している。

ところで立軸ポンプ１の中間軸受９のメンテナンスに際しては、吐出曲管６を取り外してのぞき込む形で中間軸受９をメンテナンスする必要がある。さらに中間軸受支持部材を含めてメンテナンスする場合にはケーシングすべてを引き上げる必要があった。また、立軸ポンプ１は、その口径や床下長さなどの仕様条件で決まる固有振動数と主軸２の回転によって生じる運転周波数が接近または一致すると、共振現象を生じて運転中の立軸ポンプ１の振動が大幅に増大する。そのため設計に際しては、共振を起さないように剛性を考慮しなければならないが、固有振動数の設計計算値が完成後の実際の固有振動数と一致しないことがある。現地に据付けた後に共振現象を生じた場合、従来は、床１３または水槽Ｗの側壁（図示省略）とケーシング７の間に介在させたサポート材（図示省略）でケーシング７を支持して補強したり、あるいは、ケーシング７の適所に重錘（図示省略）を取りつけることなどによって固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避する手法が採用されていた。

しかし、前記の手法は、大掛かりな工事が必要であるために、多くの時間と労力および経費が費やされることになって経済的に不利な欠点を有している。

前記立軸ポンプ１の固有振動数は、固定部材１５の剛性が大きく影響し、その剛性を高くすることで固有振動数が大きくなり、剛性を低くすることで固有振動数が小さくなる。したがって、固定部材１５の肉厚を加減して剛性を調整することによって、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することが可能である。

ところが、固定部材１５は、短管４２と一体形成された山形の環状隆起部１５ａや上下部のフランジ１５ｂ，１５ｃを備えた構造が複雑な鋳造品であるために、製作に手間がかかりコスト高を招く難点を有する。また、上フランジ１５ｃから軸方向下向きの寸法Ｌを隔てた位置に下フランジ１５ｂが設けられているので、下フランジ１５ｂに中間軸受支持部材１２を介して中間軸受９のラジアル荷重Ｆが負荷された場合に生じる曲げモーメント（Ｆ・Ｌ）が固定部材の取付部１５ｄ（実施例としてアンカーボルト）に作用する。このため、取付部１５ｄの負担が大きくなり、取付部の取付強度（例えば取付にアンカーボルトを用いる場合、その本数など）が不足すると、劣化を早め耐久性を低下させる可能性がある。

一方、ポンプ支持部の剛性を調整することによって固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避するように構成した立軸ポンプが提案されている（たとえば、特許文献１）。

前記特許文献１に記載の立軸ポンプは、ポンプ本体側とポンプ支持部としての機能を有する剛体構造物との間に所定の剛性を有する固有振動調整部材を装着したものである。したがって、固有振動調整部材の形状あるいは装着数を変更してその剛性を加減することで、ポンプ本体の固有振動数を調整して、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避するようにしている。

特開昭６１−９８９９２号公報

ところが、前記特許文献１に記載の立軸ポンプは、部品点数が多く、構造が複雑であるばかりか、ポンプケーシング内に設けられている中間軸受（図示されていない）のメンテナンスに際しては、複数の固有振動調整部材とポンプ吐出管との接続および剛体構造物とポンプ台板との接続を解いた後に、ポンプ台板から剛体構造物を取り除き、つぎに、ポンプ吐出管とポンプ台板との接続を解いて、ポンプ台板からポンプ吐出管を取り除く煩雑な作業が必要な欠点を有している。

本発明は、このような問題を解決するものであって、その目的とするところは、部品点数の削減と製作の容易化を図って、製作コストを低減できる簡素化した構造で中間軸受のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、中間軸受に作用するラジアル荷重によるポンプ固定部材取付部の負荷を軽減できるポンプ装置を提供することにある。また、さらに、簡素な構造でポンプ装置の固有振動数を調整して共振現象を回避できるポンプ装置およびポンプ装置の固有振動数の調整方法を提供することにある。

本第１発明のポンプ装置は、垂直方向の主軸と、主軸の下方に取りつけた羽根車と、羽根車の回転により送出された液体を吐出するためのケーシングを備えたポンプ装置であって、ケーシングの外周部でポンプの自重を支える支持構造物にポンプを取付けるための固定部材と、羽根車近傍で主軸をケーシング内の所定位置に保持する下部軸受と、下部軸受の上方で主軸をケーシング内の所定位置に保持する少なくとも１つの中間軸受を有し、前記少なくとも１つの中間軸受を支持するための中間軸受支持部材が前記固定部材の支持構造物への取付部と略同一平面上でケーシングに固定されていることを特徴とするものである。

これによれば、少なくとも１つの中間軸受を支持するための中間軸受支持部材が固定部材の取付部と略同一平面上でケーシングに固定されていることにより、中間軸受のメンテが容易になる。また、中間軸受支持部材を介して中間軸受のラジアル荷重が固定部材に負荷されても、固定部材には曲げモーメントがほとんど作用しないので、それだけ固定部材の取付部の負担が小さくなる。

本第２発明のポンプ装置は、前記ケーシングはフランジ部を有する複数の筒状体を上下方向に接続して形成され、前記固定部材は筒状体の少なくとも一つのフランジの外周に、ケーシングのフランジと一体的に形成されていることを特徴としている。これによれば固定部材を別部材として新たに設ける必要がなく簡素化した構造で、少なくとも１つの中間軸受を支持するための中間軸受支持部材が固定部材の取付部と略同一平面上でケーシングに固定されていることにより、中間軸受のメンテが容易になる。また、中間軸受支持部材を介して中間軸受のラジアル荷重が固定部材に負荷されても、固定部材には曲げモーメントがほとんど作用しないので、それだけ固定部材の取付部の負担が小さくなる。

本第３発明のポンプ装置は、前記固定部材は中央付近に穴部を有し、その周囲に板状部を備えた環状部材からなり、前記ケーシングは複数の筒体を上下方向に接続して構成されているとともに、上方の筒体と下方の筒体に設けた接続用フランジの間に固定部材の板状部を挟持したことを特徴としている。

これによれば、固定部材の構造を簡素化できるとともに、ケーシングを構成している上方の筒体と下方の筒体に設けた接続用フランジの間に固定部材の板状部を挟持しているので、上下双方の筒体は、それぞれの接続用フランジの間に固定部材の板状部を挟んで互いに接続された状態で支持構造物に固定されることになる。

本第４発明のポンプ装置は、固定部材と上方の筒体に設けた接続用フランジを上部締結部材で接続し、固定部材と下方の筒体に設けた接続用フランジを下部締結部材で接続したことを特徴としている。これによると、ポンプを支持構造物に固定した状態で、上部締結部材による固定部材と上方の筒体の接続用フランジとの接続を解除することにより、上方の筒体のみを簡単に取り除いて、下方の筒体を支持構造物に固定した状態を維持して、下方の筒体内で主軸を保持している少なくとも１つの中間軸受のメンテナンスを容易に行うことができる。

本第５発明のポンプ装置は、中間軸受支持部材を板状部の内側に配置してケーシングの外面に露出しないように構成することを特徴としている。これによると、中間軸受支持部材のシールが不要になるので、上下双方の筒体それぞれの接続用フランジと板状部の間のみをシールする簡単なシール構造によって、すぐれたシール性を確保できる。このため、止水管理がやりやすく信頼性を向上させることができる。

本第６発明のポンプ装置は、固定部材に、剛性調整部材を着脱するための剛性調整部材着脱手段を設けることを特徴としている。これによると、ポンプ装置の固有振動数の設計値が据付後の実際値と一致せず、したがって、ポンプ装置の据付後に共振現象が生じたとしても、据付現場で剛性調整部材着脱手段を用いて固定部材への剛性調整部材の装着数または装着する剛性調整部材の剛性を変更することにより、固定部材の剛性を加減してポンプ装置の固有振動数を調整し、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。また、剛性調整部材着脱手段が利用できることによって、剛性調整部材の装着数変更が容易であるばかりか、剛性調整部材を溶接により固定部材に直接装着する手法で懸念される固定部材の熱歪みを回避して、熱歪みによるポンプ装置のトラブル発生を抑制することができる。

本第７発明のポンプ装置の固有振動数の調整方法は、ポンプ装置を前記支持構造物に固定した状態で、前記剛性調整部材着脱手段を用いて剛性調整部材を取りつけて、ポンプ装置の固有振動数を大きくすることを特徴とするものである。

これによれば、ポンプ装置の固有振動数の設計値が据付後の実際値よりも小さく、このために、ポンプ装置の据付後に共振現象が生じたとしても、据付現場で剛性調整部材着脱手段を用いて固定部材に剛性調整部材を取りつけて、固定部材の剛性を高くすることで、ポンプ装置の固有振動数を大きくして、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。

また、本第８発明のポンプ装置の固有振動数の調整方法は、剛性調整部材着脱手段を用いて剛性調整部材を取りつけたポンプ装置を前記支持構造物に固定し、その後、剛性調整部材を取り外すことにより、ポンプ装置の固有振動数を小さくすることを特徴とするものである。

これによれば、予め、剛性調整部材を取りつけたポンプ装置の固有振動数の設計値が据付後の実際値よりも大きく、このために、ポンプ装置の据付後に共振現象が生じたとしても、据付現場で剛性調整部材の個数を選択して取り外すことにより、剛性調整部材の取り外し個数に応じて固定部材の剛性を低くすることで、ポンプ装置の固有振動数を小さくして、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。

本発明によれば、中間軸受のメンテナンス性を向上させるとともに、部品点数の削減と製作の容易化を図って製作コストを低減できる。また、中間軸受を支持するための中間軸受支持部材が固定部材の支持構造物への取付部と略同一平面上でケーシングに固定されていることにより、中間軸受支持部材を介して中間軸受のラジアル荷重が固定部材の支持構造物への取付部に負荷されても、固定部材に曲げモーメントがほとんど作用しなくなるので、それだけ固定部材の負担を小さくすることができる。また簡素な構造の固定部材の剛性を加減することで、ポンプ装置の固有振動数を調整して、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる

以下、本発明に係るポンプ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るポンプ装置の実施形態である立軸ポンプの縦断面図である。なお、図１１に示す従来の立軸ポンプと同一部分には、同一符号を付して重複する構造および作用の説明は省略する。

図１において、立軸ポンプ１は、ケーシング７の外周部に設けた固定部材１６をポンプ荷重を支える支持構造物である床１３に載置し、取付部１６aで固定して水槽Ｗに懸垂設置される。

固定部材１６は所定の肉厚で、中央付近に穴部を有する平坦な環状に形成された鋼板からなり、穴部の周辺に板状部１６ｂを備えており、固定部材１６を床１３に載置し取付部１６aの一形態である複数のアンカーボルト（図示省略）により着脱可能に固定されるとともに、揚水管５の上部に設けたフランジ５ａと吐出曲管６の下部に設けたフランジ６ａとで板状部１６ｂを挟持し、後述するボルトによってこれらを接続することで、揚水管５と、固定部材１６および吐出曲管６の三者が着脱可能に一体に締結されている。

すなわち、図２に示すように、固定部材１６の板状部１６ｂには、上面の内周端近傍に上向きの環状溝１７を設け、この環状溝１７よりも少し内周側に偏った位置の下面に段差面１８を設けることで、段差面１８に連続する下向きの挟持面１９ａを備えた薄肉部１９が形成されている。また、環状溝１７の外周側に複数の上向きの盲貫ネジ孔２０ａを円周方向等間隔で設け、段差面１８の外周側に複数の下向きの盲貫ネジ孔２０ｂを円周方向等間隔で、かつ前記上向きの盲貫ネジ孔２０ａに対して円周方向の位置を互いに齟齬させて設ける（なお、図２では、図示の便宜上、１つの下向きの盲貫ネジ孔２０ｂを１つの上向きの盲貫ネジ孔２０ａに同心に対向して記載してある）。そして、揚水管５上部のフランジ５ａに固定部材１６の板状部１６ｂを載置し、下側からフランジ５ａに設けたボルト孔２３を通して、ボルト２４を下向きの盲貫ネジ孔２０ｂにねじ込むことで、揚水管５に固定部材１６が締結固定される。

揚水管５上部のフランジ５ａの内周端部には、前記板状部１６ｂに設けた段差面１８と連続する段差面２５と、下向きの面１９ａに対向する上向きの面２５ａとを設け、面２５ａには上向きの盲貫ネジ孔２７を設けるとともに、段差面２５の上端部を外周側に拡開した環状のテーパ面２６を設けてある。また、中間軸受支持部材１２の先端部接続部２８は、断面形状が略Ｔ字状に形成され、上下にのびるフランジ２８ａと、フランジ２８ａの上下方向中央部から水平に突出する突出部２８ｂを備え、突出部２８ｂには上下方向に貫通するボルト孔２９を設けてある。

したがって、中間軸受支持部材１２の先端部接続部２８の突出部２８ｂの先端を揚水管５上部のフランジ５ａに設けた段差面２５に当接させて、突出部２８ｂを上向きの面２５aで支持した後、ボルト孔２９の上側からボルト３０を通して上向きの盲貫ネジ孔２７にねじ込むことによって、揚水管５に中間軸受支持部材１２の先端部接続部２８が締結固定される。その後、突出部２８ｂの先端および環状のテーパ面２６で囲まれる空間に第１シールリング３１を介在させ、揚水管５に固定部材１６をボルト２４で締結固定する。

つぎに、固定部材１６の板状部１６ｂの上面に吐出曲管６下部のフランジ６ａを載置し、フランジ６ａに設けたボルト孔２１を通して、ボルト２２を板状部１６ｂの上向きの盲貫ネジ孔２０ａにねじ込むことで、吐出曲管６を板状部１６ｂの上面に着脱可能に締結固定して、中間軸受支持部材１２の先端接続部２８を固定部材１６の支持構造物である床面１３への取付部１６aと略同一平面上に位置させてケーシング７に固定する。これにより、中間軸受支持部材１２を固定部材１６における板状部１６ｂの内側に配置してケーシング７の外面、つまり、本実施形態ではフランジ５ａ，６ａの外面に露出しないように構成してある。このとき、吐出曲管６のフランジ６ａ下面と板状部１６ｂに設けた上向き環状の溝１７で囲まれる空間に第２シールリング３２を介在させる。なお固定部材の板状部の外周は平板状でなくても良く、リブ等で補強してもよい。
図１，図２の立軸ポンプ１によれば、固定部材１６の板状部１６ｂと吐出曲管６のフランジ６ａを上部締結部材であるボルト２２によって接続し、板状部１６ｂと揚水管５のフランジ５ａを下部締結部材であるボルト２４によって接続しているので、立軸ポンプ１を床１３に固定した状態でボルト２２の締結を解除することにより、吐出曲管６のみを取り除いて、揚水管５を床１３に固定した状態を維持して、揚水管５内で主軸２を保持している中間軸受９のメンテナンスを容易に行うことができる。また、この実施例では中間軸受が、吐出曲管取り除き時の開口面側に位置していることから容易にそのメンテナンスができる。

また、中間軸受支持部材１２の先端接続部２８を固定部材１６の取付部１６aと略同一平面上に位置させてケーシング７に固定していることにより、中間軸受支持部材１２を介して中間軸受９のラジアル荷重が固定部材１６に負荷されても、固定部材１６には曲げモーメントがほとんど作用しないので、それだけ固定部材の支持構造物への取付部１６aを形成するアンカーボルトの負担が小さくなる。また、ケーシング７の外周部で立軸ポンプ１の支持構造物である床１３に固定するための固定部材１６の肉厚を変更すれば、その剛性を加減することによって、立軸ポンプ１の固有振動数を調整して、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。また固定部材１６の上に別の板材を追加して６a，５a間にはさみ込むことでも剛性を加減することができる。

また、固定部材１６は、固定部１６ａと板状部１６ｂを備えて平坦な環状に形成された簡素な構造であるので、部品点数の削減と製作の容易化を図って製作コストを低減できる。

さらに、中間軸受支持部材１２を固定部材１６の板状部１６ｂの内側に配置して、フランジ５ａ，６ａに外面に露出しないように構成していることにより、中間軸受支持部材１２のシールが不要になるので、第１シールリング３１と第２シールリング３２の２つのシール部材によって、揚水管５および吐出曲管６それぞれのフランジ５ａ，６ａと板状部１６ａの間のみをシールする簡単なシール構造によって、すぐれたシール性を確保できる。このため、止水管理がやりやすく信頼性を向上させることができる。

なお、図２に示した構成に代えて、図３に示すように、中間軸受支持部材１２を固定部材１６の板状部１６ｂの上面側に配置してフランジ５ａ，６ａの外面に露出しないように構成してもよい。図３において、板状部１６ｂには、上面の内周端近傍に段差面１８を設けることで、段差面１８に連続する上向きの面１９ａを備えた薄肉部１９を形成し、下面の下向き盲貫ネジ孔２０ｂより内周側に下向きの環状溝１７を設けてある。第２シールリング３２を板状部１６ｂの下面と揚水管５のフランジ５ａの上面の間に介在させ、揚水管５のフランジ５ａに固定部材１６をボルト２４で固定した後に、先端接続部２８の突出部２８ｂを板状部１６ｂの上向きの面１９ａに載置する。その後、ボルト孔２９の上側からボルト３０を通して下向きの盲貫ネジ孔２７にねじ込むことによって、吐出曲管６に中間軸受支持部材１２の先端部接続部２８が着脱可能に締結固定される。そして、第１シールリング３１をテーパ面２６と突出部２８ｂの先端の間に介在させ、吐出曲管６と固定部材１６をボルト２２で固定する。これによるとメンテナンスの際、吐出曲管６を取り除けばポンプを設置した状態のままでも中間軸受支持部材１２を取りはずせるのでメンテナンス性が向上する。なお、環状溝１７を揚水管５のフランジ５aの上面に設けて、第１シールリングを収納するようにしてもよい。

図４は本発明の第２実施形態を示し、揚水管５のフランジ５ａを径外方向に延出して固定部材１６を揚水管５のフランジ５ａと一体的に形成している。そして、その部分を床１３に載置してボルト（図示省略）により床１３に固定している。このような構成であっても、図１〜図３で説明した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図５は本発明の第３実施形態を示し、中間軸受９と先端接続部２８の位置を上下方向に変位させて、中間軸受９側から先端接続部２８に向けて上向き、かつ径外方向にのびて湾曲した中間軸受支持部材１２を備えている。このような構成であっても、固定部材１６と上記先端接続部２８とがケーシングに略同一面上に固定されていることから、メンテの際には中間軸受をのぞき込む形になるものの、中間軸受支持部材１２ごと取り外すことで容易にメンテナンスできる。また、その他は図１〜図３で説明した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、図５において、図１〜図３で説明した第１実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複した説明は省略する。
この実施形態は中間軸受による主軸の支持位置（上下方向）を軸の撓み変形の防止などの力学的な観点から吐出曲管の下部フランジ面近傍から他の位置に変更したい場合に有効である。

また、図６に示すように、中間軸受支持部材１２における先端部接続部２８の断面形状を、上下にのびるフランジ２８ａのみで構成し、この先端部接続部２８のフランジ２８ａを固定部材１６の内面と揚水管５上端部の内面に当接させて、水平方向のボルト（図示省略）により固定部材１６の内面と揚水管５上端部の内面に着脱可能に締結固定しても、図１〜図３で説明した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、図６において、図１〜図３で説明した第１実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複した説明は省略する。

さらに、図７に示すように、中間軸受支持部材１２における先端部接続部２８の断面形状を、上下にのびるフランジ２８ａのみで構成し、一方、固定部材１６における板状部１６ｂの内周端部に上下方向の段差面３３と、この段差面３３の下端に連続して水平、かつ径内方向にのびる支持面３４を形成しておくことによって、先端部接続部２８を段差面３３に嵌め込んで支持面３４で載置した後、水平方向ボルト（図示省略）により固定部材１６の内面に着脱可能に締結固定しても、図１〜図３で説明した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、図７において、図１〜図３で説明した第１実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複した説明は省略する。
また、この実施形態において水平方向ボルトは必ずしも必要ではなく、ラジアル方向荷重がケーシング（固定部材を含む）に伝達されれば嵌め込むだけでもよい。

前記各実施形態では、固定部材１６の肉厚を変更して（ただし、図４の第２実施形態では、揚水管５のフランジ５ａ（第２実施形態の変形例では吐出曲管６のフランジ６ａ）の肉厚を変更して）、その剛性を加減することによって、立軸ポンプ１の固有振動数を調整して、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができることを説明したが、後述するように、固定部材１６に、剛性調整部材を着脱するための剛性調整部材着脱手段を設け、この剛性調整部材着脱手段を用いて、固定部材１６への剛性調整部材の装着数または装着する剛性調整部材の剛性を変更することで、固定部材１６の剛性を加減して、立軸ポンプ１の固有振動数を調整するように構成することができる。なお、図４の第２実施形態では揚水管５のフランジ５ａ（第２実施形態の変形例では吐出曲管６のフランジ６ａ）に、剛性調整部材を着脱するための剛性調整部材着脱手段を設け、この剛性調整部材着脱手段を用いて、揚水管５のフランジ５ａ（または吐出曲管６のフランジ６ａ）への剛性調整部材の装着数または装着する剛性調整部材の剛性を変更することで、揚水管５のフランジ５ａ（または吐出曲管６のフランジ６ａ）の剛性を加減し、立軸ポンプ１の固有振動数を調整するように構成してもよい。

すなわち、図８に示すように、固定部材１６上面の内外周２つの円周Ｒ１，Ｒ２と複数の放射線Ｓとの交点に、上向きの盲貫ネジ孔３５を設けるとともに、リブ状の剛性調整部材３６を複数個用意しておき、このリブ状の剛性調整部材３６を前記複数の放射線Ｓの中から選択した放射線Ｓ上に配置して、ベース部３６ａ長さ方向の両端部に設けた一対のボルト孔（図示省略）を円周Ｒ１，Ｒ２上の上向きの盲貫ネジ孔３５に対向させ、これら一対のボルト孔を通して盲貫ネジ孔３５にボルト３７をねじ込むようにすることで、盲貫ネジ孔３５とボルト３７とでリブ状の剛性調整部材３６を着脱するための剛性調整部材着脱手段３８を構成し、この剛性調整部材着脱手段３８を用いて固定部材１６へのリブ状の剛性調整部材３６の装着数または装着する剛性調整部材の剛性を変更することにより、固定部材１６の剛性を加減して、立軸ポンプ１の固有振動数を調整し、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。

このような構成であれば、立軸ポンプ１の固有振動数の設計値が据付後の実際値と一致せず、したがって、立軸ポンプ１の据付後に共振現象が生じたとしても、剛性調整部材着脱手段３８を用いて固定部材１６へのリブ状の剛性調整部材３６の装着数または装着する剛性調整部材の剛性を変更することで、固定部材１６の剛性を加減して立軸ポンプ１の固有振動数を調整できるので、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。また、盲貫ネジ孔３５とボルト３７とからなる剛性調整部材着脱手段３８が利用できることによって、リブ状の剛性調整部材３６の装着数変更等が容易であるばかりか、リブ状の剛性調整部材３６を溶接により直接固定部材１６に装着する場合に懸念される固定部材１６の熱歪みを回避して、熱歪みによるポンプ装置のトラブル発生を抑制することができる。

また、前記のように、立軸ポンプ１を床１３に懸垂固定した状態で、剛性調整部材着脱手段３８を用いて固定部材１６にリブ状の剛性調整部材３６を取りつけて、ポンプ装置の固有振動数を大きくできることにより、仮に、立軸ポンプ１の固有振動数の設計値が据付後の実際値よりも小さく、このために、立軸ポンプ１の据付後に共振現象が生じたとしても、現地において剛性調整部材着脱手段３８を用いて固定部材１６にリブ状の剛性調整部材３６を取りつけて、固定部材１６の剛性を高くすることで、立軸ポンプ１の固有振動数を大きくして、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。なお、剛性調節部材はリブ状に限定されるものではなく平板状や、その他の任意の形状を選定できる。また、当該部材の取付に、フランジ取付用ボルト２２と支持構造物に設けたアンカーボルトを利用してもよい。

剛性調整部材着脱手段３８を用いて固定部材１６にリブ状の剛性調整部材３６を取りつけた立軸ポンプ１を床１３に固定し、その後、剛性調整部材３６を取り外すことにより、立軸ポンプ１の固有振動数を小さくできるので、予め、リブ状の剛性調整部材３６を取りつけて床１３に懸垂固定した立軸ポンプ１の固有振動数の設計値が据付後の実際値よりも大きく、このために、立軸ポンプ１の据付後に共振現象が生じたとしても、現地において剛性調整部材３６の個数を選択して取り外すことによって、剛性調整部材３６の取り外し個数に応じて固定部材１６の剛性を低くすることで、立軸ポンプ１の固有振動数を小さくして、固有振動数を共振域からずらして共振現象を回避することができる。

なお、図８で説明した実施形態では、固定部材１６に取りつけられるリブ状の剛性調整部材３６の装着数または装着する剛性調整部材の剛性を調整することで固定部材１６の剛性を加減し、立軸ポンプ１の固有振動数を調整するようにしているが、図９に示すように吐出曲管６の出口側のフランジ６ｂと固定部材１６の上面とを板状の剛性調整部材３６で適宜着脱可能に接続するとともに吐出曲管６に既設の吊り金具３９と固定部材１６の上面とを板状の剛性調整部材３６で適宜着脱可能に接続してもよい。このとき剛性調整部材の下面は図８の実施例と同様に固定部材１６の上面に取付ける。また、図１０に示すように吐出曲管６に既設の吊り金具３９直下の胴部外周にバンド４０を巻き付け（バンド４０は吊り金具３９と吐出曲管６の出口側フランジ６ｂに着脱可能に適宜固定されている）、このバンド４０と固定部材１６の上面とを円周方向等間隔を隔てて配置した例えば４つの板状の剛性調整部材３６で適宜着脱可能に接続することによって（ただし、図１０には３つの板状の剛性調整部材３６のみが示されている）、固定部材１６の剛性加減を円周方向で均等に分布して、剛性の調整をより効果的に行うことができる。このようにすることで、ケーシングの強度も利用して、より効果的に固定部材の剛性を高めることができる。なお、図８，図９，図１０において、図１〜図３で説明した第１実施形態と同一部分には同一符号を付して重複した説明は省略する。なお剛性調整部材着脱手段として、ボルトを用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、溶接の熱歪みを回避して部材の着脱ができるのであれば、固定部材に溶接歪防止用の当て金を予め取り付けておき、その当て金に剛性調整部材を取付ける構成であってもよい。この場合、取外しはグラインダー等で接続部を切り離せばよい。

本発明に係るポンプ装置の実施形態である立軸ポンプの縦断面図である。 固定部材と揚水管、吐出曲管および中間軸受支持部材との関係を示す拡大断面図である。 固定部材と揚水管、吐出曲管および中間軸受支持部材との関係の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例を示す縦断面図である。 剛性調整部材の装着状態の実施形態を示す斜視図である。 剛性調整部材の装着状態の他の実施形態を示す正面図である。 剛性調整部材の装着状態のさらに異なる実施形態を示す正面図である。 従来の立軸ポンプの一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 立軸ポンプ（ポンプ装置）
２ 主軸
３ 羽根車
５ 揚水管（下方の筒体）
５ａ フランジ（接続用フランジ）
６ 吐出曲管（上方の筒体）
６ａ フランジ（接続用フランジ）
７ ケーシング
８ 下部軸受
９ 中間軸受
１０ 上部軸受
１１ 下部軸受支持部材
１２ 中間軸受支持部材
１３ 床（支持構造物）
１６ 固定部材
１６ａ 固定部
１６ｂ 板状部
２２ ボルト（上部締結部材）
２３ ボルト（下部締結部材）
３６ リブ状または板状の剛性調整部材（剛性調整部材）
３８ 剛性調整部材着脱手段
４３ ボトム軸受

Claims (8)

1. 垂直方向の主軸と、主軸の下方に取りつけた羽根車と、羽根車の回転により送出された液体を吐出するためのケーシングを備えたポンプ装置であって、
   ケーシングの外周部でポンプの自重を支える支持構造物にポンプを取り付けるための固定部材と、羽根車近傍で主軸をケーシング内の所定位置に保持する下部軸受と、下部軸受の上方で主軸をケーシング内の所定位置に保持する少なくとも１つの中間軸受を有し、前記少なくとも１つの中間軸受を支持するための中間軸受支持部材が前記固定部材の支持構造物への取付部と略同一平面上でケーシングに固定されていることを特徴とするポンプ装置。
2. 請求項１に記載のポンプ装置において、
   前記ケーシングはフランジ部を有する複数の筒状体を上下方向に接続して形成され、前記固定部材は筒状体の少なくとも一つのフランジの外周に、ケーシングのフランジと一体的に形成されていることを特徴とするポンプ装置。
3. 請求項１に記載のポンプ装置において、
   前記固定部材は中央付近に穴部を有し、その周囲に板状部を備えた環状部材からなり、前記ケーシングは複数の筒体を上下方向に接続して構成されているとともに、上方の筒体と下方の筒体に設けた接続用フランジの間に固定部材の板状部を挟持したことを特徴とするポンプ装置。
4. 請求項３に記載のポンプ装置において、
   前記固定部材と上方の筒体に設けた接続用フランジを上部締結部材で接続し、固定部材と下方の筒体に設けた接続用フランジを下部締結部材で接続したことを特徴とするポンプ装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のポンプ装置において、
   前記中間軸受支持部材を前記板状部の内側に配置してケーシングの外面に露出しないように構成したことを特徴とするポンプ装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のポンプ装置において、
   前記固定部材に、剛性調整部材を着脱するための剛性調整部材着脱手段を設けたことを特徴とするポンプ装置。
7. 請求項６に記載のポンプ装置の固有振動数の調整方法であって、
   ポンプ装置を前記支持構造物に固定した状態で、前記剛性調整部材着脱手段を用いて剛性調整部材を取りつけて、ポンプ装置の固有振動数を大きくすることを特徴とするポンプ装置の固有振動数の調整方法。
8. 請求項６に記載のポンプ装置の固有振動数の調整方法であって、
   前記剛性調整部材着脱手段を用いて剛性調整部材を取りつけたポンプ装置を前記支持構造物に固定し、その後、剛性調整部材を取り外すことにより、ポンプ装置の固有振動数を小さくすることを特徴とするポンプ装置の固有振動数の調整方法。
   
   
   

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