JP2009079489A - 水中ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液漕の底部への設置と液漕内からの引き上げとが可能にされた水中ポンプ２が、液漕内に配設された固定排出管６に対し支持される水中ポンプ装置Ａにおいて、水中ポンプ２の固定排出管６に対して相対変位することに起因する種々の不都合を防止する。
【解決手段】水中ポンプ２を液漕の底部に設置したときに固定排出管６の基端面に対し、その先端面が当接する着脱用連結管４を備え、その着脱用連結管４における中間位置に弾性連結部５を介設させる。この弾性連結部５によって、着脱用連結管４における接続機構部１３側と水中ポンプ２側とを弾性的に連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液漕内に設置される水中ポンプ装置に関する。

従来より、液漕内に設置される水中ポンプ装置として、その水中ポンプを液漕の底部へ設置することと、液漕内から引き上げることとが可能にされた装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この水中ポンプ装置では、羽根車等を含む水中ポンプが、液漕内の上部開口から底部までを上下方向に延びて配設されたガイドパイプに沿って昇降されるようになっており、水中ポンプを液漕の底部に設置した状態においては、その水中ポンプが、液漕内に固定された固定排出管に対し接続されるようになっている。

つまり、水中ポンプには、その基端部が水中ポンプの吐出口に連通すると共に、その先端部が固定排出管に連通し得る着脱用連結管が設けられており、その着脱用連結管における先端部に、前記ガイドパイプに摺動自在に係合するガイドと、当該先端部と固定排出管の基端部とを自動的に係合接続させる接続機構部とが設けられている。これにより、ガイドがガイドパイプに係合した状態で水中ポンプを下降させたときには、接続機構部により着脱用連結管と固定排出管とが自動的に係合して接続されるようになる。そうして、水中ポンプを液漕内に設置した状態では、水中ポンプの駆動により、液漕内の汚水が着脱用連結管及び固定排出管を通じて液漕外に排出されるようになっている。

ここで、前記接続機構部は、着脱用連結管において、水平方向を向いた先端面を有する着脱フランジと、固定排出管において前記着脱用連結管の先端面が当接する、同じく水平方向を向いた基端面を有する基端フランジと、着脱用連結管に設けられて、基端フランジに嵌合するフックと、によって構成されており、水中ポンプをガイドパイプに沿って下降させたときには、着脱フランジの先端面が基端フランジの基端面に対して上下方向に摺動して両端面が互いに当接した状態になると共に、その状態でフックが基端フランジに嵌合することになる。そうして、着脱用連結管の先端部と固定排出管の基端部とが自動的に係合するようになっている。また、フックと基端フランジとの嵌合によって、水中ポンプは固定排出管に対し片持ちで支持された状態となり、水中ポンプの自重によって着脱フランジを基端フランジに押し当てるモーメントが働いて、前記先端面と基端面との両端面が隙間なく当接するようになっている。
特許第３３３２６４７号公報

しかしながら、従来の水中ポンプ装置では、水中ポンプの吐出圧力やその羽根車に作用する不均一な圧力分布によって、水中ポンプが固定排出管に対して相対的に変位する場合がある。特に、水中ポンプが樹脂材料等により構成される軽量タイプのものであるときは、水中ポンプの自重によるモーメントが小さくなるため、水中ポンプが固定排出管に対して相対的に変位し易い。

そうした相対変位が生じると、着脱用連結管の先端面と固定排出管の基端面とが離間したり、互いに摺動したりすることになる。また、着脱用連結管の先端面と固定排出管の基端面との間にシール部材を介在させる場合もあるが、そうした場合には、両端面の摺動に伴いシール部材の損傷を招く虞もある。それらの結果、着脱用連結管の着脱フランジと固定排出管の基端フランジとの間に隙間が生じて吐出液体が漏れることになり、水中ポンプの体積効率が低下してしまうという問題がある。

また、従来の水中ポンプ装置では、水中ポンプと固定排出管やガイドパイプとが、着脱用連結管を介して剛体的に連結されていることから、水中ポンプの振動が、その着脱用連結管を介して、固定排出管やガイドパイプに伝達してしまうことになる。そのため、固定排出管やガイドパイプを介して液漕の外に騒音が発生したり、固定排出管やガイドパイプを液漕に対し固定する固定部分の破損を招いたりする虞もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液漕の底部への設置と液漕内からの引き上げとが可能にされた水中ポンプが、液漕内に配設された固定排出管に対し支持される水中ポンプ装置において、水中ポンプが固定排出管に対して相対変位することに起因する種々の不都合を防止することにある。

本発明の一側面によると、水中ポンプ装置は、液漕内を昇降させることによって、当該液漕の底部への設置と液漕内からの引き上げとが可能にされた水中ポンプ、その基端部が前記水中ポンプの吐出口に連通するように当該水中ポンプに設けられると共に、前記水中ポンプを前記液漕の底部に設置したときには、当該液漕内で固定された固定排出管の基端面に対し、その先端面が当接する着脱用連結管、前記水中ポンプを設置状態にしたときには、前記着脱用連結管の先端部と前記固定排出管の基端部とを自動的に係合接続させ、それによって、前記着脱用連結管と固定排出管とを互いに連通させつつ、前記水中ポンプを当該固定排出管に対し支持させる接続機構部、及び、前記着脱用連結管における中間位置に介設され、それによって当該着脱用連結管における前記接続機構部側と前記水中ポンプ側とを弾性的に連結する弾性連結部、を備えている。

この構成によると、水中ポンプを下降させて、液漕の底部に設置状態にしたときには、水中ポンプに設けられた着脱用連結管の先端部と前記固定排出管の基端部とが、接続機構部によって自動的に係合接続する。そうして、水中ポンプが固定排出管に対し着脱用連結管を介して互いに連結された状態になると共に、その水中ポンプが固定排出管に対し支持されることになる。

そして前記の構成では、その着脱用連結管における中間位置に弾性連結部が介設されており、その弾性連結部によって、接続機構部側（換言すれば、固定排出管側）と水中ポンプ側とが弾性的に連結されている。これによって、水中ポンプが固定排出管に対して相対変位したとしても、弾性連結部が弾性変形することによってその変位が吸収され、着脱用連結管の先端面と固定排出管の基端面とは、互いに当接した状態のままに維持される。その結果、着脱用連結管の先端部と固定排出管の基端部との間に隙間が生じることが未然に防止され、それにより、その隙間の発生に起因する水中ポンプの体積効率の低下等が確実に防止される。

また、着脱連結管を介して伝達する水中ポンプの振動が、弾性連結部において減衰されることで、その振動は固定排出管側まで伝達しなくなる。そのため、固定排出管が振動することに起因して液漕外で騒音が発生したり、その固定排出管を液漕に固定する固定部分が破損したりすることが防止される。

ここで、前記水中ポンプ装置は、前記接続機構部に設けられると共に、前記液漕内に配設されたガイド部材に対し摺動自在に係合することで、前記水中ポンプを前記ガイド部材に沿って昇降可能にするガイドをさらに備えてもよい。

こうすることで、ガイド部材は着脱用連結管を介して水中ポンプに連結されることになるが、前述したように、着脱連結管を介して伝達する水中ポンプの振動は、その途中の弾性連結部によって減衰されることで、ガイド部材側まで伝達しなくなるため、ガイド部材が振動することに起因して液漕外で騒音が発生したり、そのガイド部材を液漕に固定する固定部分が破損したりすることが防止される。

以上説明したように、本発明によると、着脱用連結管の中間位置に弾性連結部を介設し、接続機構部側と水中ポンプ側とを弾性的に連結したため、水中ポンプが固定排出管に対して相対変位したとしても、着脱用連結管の先端面と固定排出管の基端面とを当接した状態のままにすることができ、着脱用連結管の先端部と固定排出管の基端部との間に隙間が生じることを未然に防止することができる。その結果、水中ポンプの体積効率の低下等を確実に防止することができる。また、固定排出管やガイド部材に、水中ポンプの振動が伝達することを防止することもできるため、騒音の発生や固定設備の破損を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る水中ポンプ装置Ａを示し、ここでは液漕としての下水中継ポンプ漕の底部に水中ポンプ２が設置された状態を示している。この水中ポンプ装置Ａは、ポンプ槽内に流入した下水の水位が所定の運転レベル以上になったときに水中ポンプ２を運転させることにより、ポンプ槽内に予め固定された固定排出管６を介して漕外に下水を排出させるように構成されている。こうした水中ポンプ２の自動運転制御のために、図示は省略するが、ポンプ槽内には、運転用フロートスイッチ、停止用フロートスイッチ及び異常水位警報用フロートスイッチが設けられると共に、ポンプ槽の上方には、それらのフロートスイッチの検出信号が入力される制御盤が設けられている。

下水中継ポンプ漕内には、その上部から底部にまで上下方向に延びるガイドパイプ１２が予め配設されており、水中ポンプ２はこのガイドパイプ１２を伝って槽内底部に降ろされ、接続機構部１３により固定排出管６に自動的に接続されることで、該下水中継ポンプ槽に着脱自在に設置される。水中ポンプ２の昇降のために、図示省略のマンホールの蓋と水中ポンプ２とは昇降用チェーン１５によって連結されている。昇降用チェーン１５は水中ポンプ２の重心を通る垂直線上で水中ポンプ２の上面部に接続されている。

水中ポンプ２は、羽根車２５を有するポンプ部２１と、該羽根車２５を駆動するモータ３を有するモータ部２２と、を備えている。水中ポンプ２は、オイルケーシング２３を挟んだ下側にポンプ部２１を、その上側にモータ部２２をそれぞれ配置することによって、ポンプ部２１及びモータ部２２が上下方向に並んで配置されて構成されている。尚、この水中ポンプ２は、後述するヘッドカバー３４やポンプケーシング２４が、所定の樹脂材料によって形成された軽量タイプとなっている。

モータ部２２は、ステータ３１及びロータ３２からなる前記モータ３と、該モータ３のステータ３１を覆うステータケーシング３３と、ステータケーシング３３の上端に取り付けられるヘッドカバー３４と、を備えている。モータ３の駆動軸３５は、上下方向に延びて配設されており、その下端部に羽根車２５が取り付けられている。

ヘッドカバー３４は、ステータケーシング３３の上端に対して取り付けられて、その上端開口を閉塞している。このヘッドカバー３４の上壁の下面には、駆動軸３５の上端部を回転可能に支持する軸受が取り付けられている。また、ヘッドカバー３４の上壁上面の外周縁近傍には、モータ３に給電する給電ケーブルが接続されていると共に、その中央部には、前記昇降用チェーン１５の下端が係止される係止部３６が取り付けられている。

オイルケーシング２３は、断面略逆Ｕ字形の有蓋円筒状であり、その上壁には、モータ３の駆動軸３５が内挿される貫通孔が形成されていると共に、上壁の上面側には、駆動軸３５の中間部を回転可能に支持する軸受が取り付けられている。このオイルケーシング２３は、その下面に、後述するポンプケーシング２４が取り付けられることによって密閉空間を形成しており、この密閉空間内には、駆動軸３５の周囲を覆うメカニカルシール３７が配置されている。

ポンプ部２１は、上述したように、モータ３の駆動軸３５の下端に取り付けられた羽根車２５を備えると共に、ポンプケーシング２４を備えている。

この水中ポンプ２は遠心ポンプからなり、そのポンプケーシング２４は、羽根車２５を収容するポンプ室２７を内有する渦巻き型ポンプケーシングからなる。このポンプケーシング２４の下部には吸込口２８が開口されている。

ポンプケーシング２４にはまた、その側面から水平方向に突出する着脱用連結管４が一体に形成されており、この着脱用連結管４は、その基端が前記ポンプ室２７のポンプ吐出口２７ａに連通している。このポンプ吐出口２７ａは、後述するように、水中ポンプ２が着脱用連結管４を介して固定排出管６に連結されたときに、その固定排出管６内と連通する。

着脱用連結管４は、水中ポンプ側である基端側部分４２と、その逆側である先端側部分４１とに分割されており、分割された２つの部分の内の先端側部分４１に、前記接続機構部１３が設けられている。先端側部分４１にはまた、前記ガイドパイプ１２に摺動自在に係合するガイド１９が設けられている。

接続機構部１３は、前述したように、水中ポンプ２を固定排出管６に自動的に接続させる機構であり、この接続により水中ポンプ２が固定排出管６に支持されるようになっている。接続機構部１３は、先端側部分４１の先端部に設けられた着脱フランジ１６及びフック１７と、固定排出管６の基端部に設けられた基端フランジ１８とによって構成されている。フック１７は、着脱フランジ１６の上部との間に下方に開口した係合凹部を形成し、固定排出管６の基端フランジ１８の上部には当該係合凹部に嵌る係合部１８ａが形成されている。水中ポンプ２がガイドパイプ１２を伝って下降したときには、着脱フランジ１６が基端フランジ１８に対して相対的に下方に摺動しつつ、係合凹部と係合部１８ａとが自動的に嵌合する。この嵌合により、水中ポンプ２は固定排出管６に支持され、該水中ポンプ２の自重により着脱フランジ１６を固定排出管６の基端フランジ１８に押し当てるモーメントが働いて、両者は隙間なく接続される。フック１７及び係合部１８ａの互いの当接面には、前記嵌合を案内するとともに、前記フランジ１６，１８同士を密に接続するためのテーパが形成されている。

そうして、着脱用連結管４における基端側部分４２と先端側部分４１との間には、弾性連結部５が介設されており、この弾性連結部５によって両者４１，４２が互いに連結されている。

弾性連結部５は、水中ポンプ２が、固定排出管６に対して相対的に変位したときに弾性変形することによって、その変位を吸収するための部材であると共に、水中ポンプ２の振動を減衰させて、その振動が固定排出管６側に伝達することを防止するための部材である。弾性連結部５は、その内部に吐出流路を形成するための貫通孔５ａが形成された筒状の部材であって、その筒軸方向に所定の厚み、つまり、弾性変形によって変位量の吸収や、振動の伝達防止をし得る厚みを有している。

着脱用連結管４における先端側部分４１の端部と基端側部分４２の端部とにはそれぞれ、挟持フランジ４１ａ，４２ａが形成されており、弾性連結部５は、この両フランジ４１ａ，４２ａが図示省略のボルト・ナットにより結合されることによってこの両フランジ４１ａ，４２ａに挟持されて固定されている。

この構成の水中ポンプ装置Ａによると、着脱用連結管４における先端側部分４１と基端側部分４２との間に、弾性連結部５が介設されているため、ポンプの吐出圧力や羽根車２５にかかる不均一な圧力分布によって、水中ポンプ２が固定排出管６に対して相対変位したとしても、弾性連結部５が弾性変形することによりその変位が吸収される。その結果、着脱用連結管４の着脱フランジ１６と固定排出管６の基端フランジ１８とを当接した状態のままに維持することが可能になる。

特に、この実施形態に係る水中ポンプ２は、ケーシング等が樹脂材料により構成された軽量タイプであり、水中ポンプ２の自重によるモーメントが小さいため、水中ポンプ２が固定排出管６に対して相対的に変位し易いが、前述したように、弾性連結部５によって、着脱用連結管４の着脱フランジ１６と固定排出管６の基端フランジ１８との間に隙間が生じることを効果的に防止することができる。その結果、水中ポンプ２の体積効率が低下することが防止される。

また、水中ポンプ２の駆動等に伴う振動は、弾性連結部５において減衰されるため、着脱用連結管４の先端側部分４１まで伝達しない。このため、固定排出管６やガイドパイプ１２に振動が伝達することに起因してポンプ漕の外で騒音が発生したり、固定排出管６やガイドパイプ１２をポンプ漕に固定する固定部分が破損したりすることを防止することができる。

（実施形態２）
図２は、実施形態２に係る水中ポンプ装置Ｂを示している。この水中ポンプ装置Ｂは、実施形態１の水中ポンプ装置Ａと比較して、弾性連結部５の配置する向きが異なっている。尚、図２に示す水中ポンプ装置Ｂにおいて、図１に示す水中ポンプ装置Ａと同様の構成については、同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

この水中ポンプ装置Ｂにおける、着脱用連結管４は、ポンプケーシング２４との接続部分から上方に向かって屈曲した後に、水平方向にさらに屈曲するように、２つの屈曲部分を有しており、この着脱用連結管４は、その２つの屈曲部分の間で、基端側部分４２と先端側部分４１とに分割されている。筒状の弾性連結部５は、２つの屈曲部分の間で、その筒軸が上下方向となる向きに配設されて、着脱用連結管４における基端側部分４２と先端側部分４１とを互いに連結している。

この構成の水中ポンプ装置Ｂにおいても、着脱用連結管４における先端側部分４１と基端側部分４２との間に弾性連結部５が介設されているため、前記と同様に、水中ポンプ２が固定排出管６に対して相対変位したとしても、弾性連結部５が弾性変形することによりその変位が吸収される。その結果、着脱用連結管４の着脱フランジ１６と固定排出管６の基端フランジ１８とを当接した状態のままに維持することが可能になり、水中ポンプ２の体積効率が低下することを防止することができる。

また、水中ポンプ２の振動も弾性連結部５において減衰されて、着脱用連結管４の先端側部分４１まで伝達しないため、固定排出管６やガイドパイプ１２に振動が伝達することに起因してポンプ漕の外で騒音が発生したり、固定排出管６やガイドパイプ１２をポンプ漕に固定する固定部分が破損したりすることを防止することができる。

尚、本発明が適用可能な水中ポンプ装置（水中ポンプ）は、軽量タイプに限るものではない。

また、着脱フランジ１６と基端フランジ１８との間にシール部材を介在させるようにしてもよい。この場合、弾性連結部５によって、着脱フランジ１６と基端フランジ１８とを当接した状態のままに維持することが可能になることで、シール部材の損傷等を防止することができる。これは、水中ポンプ２の体積効率が低下することを防止する上で有利である。

以上説明したように、本発明は、水中ポンプが液漕内に配設された固定排出管に対し支持される水中ポンプ装置において、ポンプ効率の低下や騒音等の発生を防止することができる点で有用である。

実施形態１に係る水中ポンプ装置の液漕内での設置状態を示す図である。 実施形態２に係る水中ポンプ装置の液漕内での設置状態を示す図である。

符号の説明

１２ ガイドパイプ（ガイド部材）
１３ 接続機構部
１９ ガイド
２ 水中ポンプ
２７ａ 吐出口
４ 着脱用連結管
５ 弾性連結部
６ 固定排出管
Ａ 水中ポンプ装置
Ｂ 水中ポンプ装置

Claims (2)

1. 液漕内を昇降させることによって、当該液漕の底部への設置と液漕内からの引き上げとが可能にされた水中ポンプ、
   その基端部が前記水中ポンプの吐出口に連通するように当該水中ポンプに設けられると共に、前記水中ポンプを前記液漕の底部に設置したときには、当該液漕内で固定された固定排出管の基端面に対し、その先端面が当接する着脱用連結管、
   前記水中ポンプを設置状態にしたときには、前記着脱用連結管の先端部と前記固定排出管の基端部とを自動的に係合接続させ、それによって、前記着脱用連結管と固定排出管とを互いに連通させつつ、前記水中ポンプを当該固定排出管に対し支持させる接続機構部、及び、
   前記着脱用連結管における中間位置に介設され、それによって当該着脱用連結管における前記接続機構部側と前記水中ポンプ側とを弾性的に連結する弾性連結部、を備えた水中ポンプ装置。
2. 請求項１に記載の水中ポンプ装置において、
   前記接続機構部に設けられると共に、前記液漕内に配設されたガイド部材に対し摺動自在に係合することで、前記水中ポンプを前記ガイド部材に沿って昇降可能にするガイドをさらに備えた水中ポンプ装置。

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