JP2015063952A - 立形回転機結合装置および立形回転機械装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの立形回転機を上下に結合する場合に、共振を避けるために、設置現場で簡単な操作によって固有振動数を調整できるような構成として、しかも、コンパクトで邪魔にならない構成とする。【解決手段】立形回転機結合装置１３は、第１のフレーム１５を備えた第１の立形回転機１１と、第２のフレーム１７を備えた第２の立形回転機１２とを連結するものであって、第１のフレーム１５の下端付近にねじ止めされる第１のフランジ２１と、第２のフレーム１７の上端にねじ止めされる第２のフランジ２２と、第１のフランジ２１の下端と第２のフランジ２２の上端とを固定して連絡する接続部２３と、第１のフレーム１５の下端付近と第１のフランジ２１との間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧しその引っ張りまたは押圧の力を調節可能な水平力調節機構３０と、を有する。【選択図】図１

Description

この発明は二つの立形回転機を上下に結合する立形回転機結合装置、および、その立形回転機結合装置によって結合された立形回転機械装置に関する。

回転軸を鉛直方向とする立形回転機械装置において、たとえば立形ポンプの上に立形電動機を固定配置して、それらの軸を連結する構成が採用される場合がある。

そのような場合に、上下２台の立形回転機が連成振動を起こし、共振する場合がある。通常、このような２台の立形回転機は別々の工場で製造されて、使用される現場に設置されるときに初めて合体される。そのため、このような立形回転機械装置の共振を避けるために、設置現場での簡単な作業によって固有振動数を調整できることが望ましい。

このような場合における固有振動数を調整する機構の例が特許文献１に記載されている。すなわちこの特許文献１に記載された構成例では、上下２台の立形回転機を結合する結合装置の二つのフランジの間にあってこれらのフランジを上下に押圧する加圧調整部材を設け、加圧調整部材のねじの調整により、フランジの剛性すなわちばね定数を調整できるようになっている。

特開平５−６００９９号公報

特許文献１に記載された構成によって固有振動数を調整する場合には、加圧調整部材であるボルトが上下方向に延びて見えており、邪魔になる場合もあり、また、外観上良くない。

そこで、本発明の目的は、二つの立形回転機を上下に結合する場合に、共振を避けるために、設置現場で簡単な操作によって固有振動数を調整できるような構成として、しかも、コンパクトで邪魔にならない構成とすることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る立形回転機結合装置は、鉛直方向に延びる第１のロータシャフトおよびこの第１のロータシャフトを回転支持する第１のフレームを備えた第１の立形回転機と、前記第１のロータシャフトの中心軸の下方延長線上に鉛直方向に延びて前記第１のロータシャフトに結合される第２のロータシャフトおよびこの第２のロータシャフトを回転支持する第２のフレームを備えた第２の立形回転機と、を連結する立形回転機結合装置であって、水平方向に広がって前記第１のフレームの下端付近にねじ止めされる第１のフランジと、水平方向に広がって前記第２のフレームの上端にねじ止めされる第２のフランジと、前記第１のフランジの下端と前記第２のフランジの上端とを固定して連絡する接続部と、前記第１のフレームの下端付近と前記第１のフランジとの間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧しその引っ張りまたは押圧の力を調節可能な水平力調節機構と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る立形回転機械装置は、鉛直方向に延びる第１のロータシャフトおよびこの第１のロータシャフトを回転支持する第１のフレームを備えた第１の立形回転機と、前記第１のロータシャフトの中心軸の下方延長線上に鉛直方向に延びて前記第１のロータシャフトに結合される第２のロータシャフトおよびこの第２のロータシャフトを回転支持する第２のフレームを備えた第２の立形回転機と、前記第１の立形回転機と前記第２の立形回転機とを連結する立形回転機結合装置と、を備えた立形回転機械装置であって、前記立形回転機結合装置は、水平方向に広がって前記第１のフレームの下端付近にねじ止めされる第１のフランジと、水平方向に広がって前記第２のフレームの上端にねじ止めされる第２のフランジと、前記第１のフランジの下端と前記第２のフランジの上端とを固定して連絡する接続部と、前記第１のフレームの下端付近と前記第１のフランジとの間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧しその引っ張りまたは押圧の力を調節可能な水平力調節機構と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、二つの立形回転機を上下に結合する場合に、共振を避けるために、設置現場で簡単な操作によって固有振動数を調整できるような構成として、しかも、コンパクトで邪魔にならない構成とすることができる。

本発明に係る立形回転機械装置の第１の実施形態の要部立断面図である。 本発明に係る立形回転機械装置の第２の実施形態の要部立断面図である。 本発明に係る立形回転機械装置の第３の実施形態の要部立断面図である。 本発明に係る立形回転機械装置の第４の実施形態の要部立断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る立形回転機械装置の実施形態を説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る立形回転機械装置の第１の実施形態の要部立断面図である。この立形回転機械装置は、第１の立形回転機である立形電動機１１と、第２の立形回転機である立形ポンプ１２とを、立形回転機結合装置（結合装置）１３によって、設置現場において結合したものである。

立形電動機１１は、鉛直方向に延びる電動機ロータシャフト（第１のロータシャフト）１４と、この電動機ロータシャフト１４を回転可能に支持する電動機フレーム（第１のフレーム）１５を備えている。立形ポンプ１２は、鉛直方向に延びるポンプロータシャフト（第２のロータシャフト）１６と、このポンプロータシャフト１６を回転可能に支持するポンプフレーム（第２のフレーム）１７を備えている。電動機ロータシャフト１４とポンプロータシャフト１６とは、軸結合部１８によって結合されている。

電動機フレーム１５の下端の外周に沿って下方に突出する下端突出部１９が形成されていて、下端突出部１９に囲まれた下端中央部には下端平坦部２０が形成されている。

立形回転機結合装置１３は、その上部を形成する上部フランジ（第１のフランジ）２１と、下部を形成する下部フランジ（第２のフランジ）２２と、上部フランジ２１と下部フランジ２２とを接続する接続部２３とからなる。上部フランジ２１の上面は、ボルト２４によって電動機フレーム１５の下端平坦部２０に上向きにねじ止めされている。下部フランジ２２下面は、ボルト２５によってポンプフレーム１７の上面に下向きにねじ止めされている。

電動機フレーム１５の下端突出部１９には水平方向に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔に、雄ねじが形成されたねじ棒２６が挿通されている。ねじ棒２６には第１の固定ナット２７と第２の固定ナット２８とが螺合していて、第１の固定ナット２７と第２の固定ナット２８とによって下端突出部１９が挟み込まれ、ねじ棒２６はその軸方向に対して任意の位置で下端突出部１９に固定される。ねじ棒２６の一方の先端２９は上部フランジ２１の側面を水平方向に押圧している。

ねじ棒２６と第１の固定ナット２７と第２の固定ナット２８とによって水平力調節機構３０が構成されている。ねじ棒２６の軸方向位置を調節することによって、ねじ棒２６が電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１を水平方向に押す力を調節することができる。そして、この水平力調節機構３０の作用により、立形電動機１１と立形ポンプ１２とが結合装置１３によって結合された立形回転機械装置全体の曲げ振動に対する剛性を設置現場で調節することができ、共振を避けるように現場で調整することができる。

水平力調節機構３０は、周方向に互いに間隔をあけて複数個を配置するのが望ましい。二つの立形回転機を上下に結合する場合に、一つの鉛直平面内で首振り振動を起こすことが多く、その場合は、少なくともその振動面内で回転軸をはさむ両側に水平力調節機構３０を配置するのが望ましい。

以上説明した第１の実施形態によれば、二つの立形回転機を上下に結合する場合に、共振を避けるために、設置現場で簡単な操作によって固有振動数を調整できるような構成として、しかも、コンパクトで邪魔にならない構成とすることができる。

［第２の実施形態］
図２は、本発明に係る立形回転機械装置の第２の実施形態の要部立断面図である。この実施形態では、水平力調節機構３０が、ねじ棒２６、第２の固定ナット２８、第３の固定ナット３１を含んでいる。上部フランジ２１および電動機フレーム１５の下端突出部１９に、ねじ棒２６が挿通する水平方向の貫通孔が形成されている。ねじ棒２６に第２の固定ナット２８および第３の固定ナット３１が螺合している。第２の固定ナット２８および第３の固定ナット３１は下端突出部１９と上部フランジ２１にはさまれた位置にあって、第２の固定ナット２８は下端突出部１９と接して押し付けられ、第３の固定ナット３１は上部フランジ２１に接して押し付けられている。水平力調節機構３０以外の構成は第１の実施形態と同様である。

この実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ねじ棒２６と第２の固定ナット２８および第３の固定ナット３１との螺合により、電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１を相互に水平方向に押す力を調節することができる。第１の実施形態ではねじ棒２６の先端２９が上部フランジ２１の側面を押すが、この第２の実施形態では、第３の固定ナット３１が上部フランジ２１の側面を押すことになる。

［第３の実施形態］
図３は、本発明に係る立形回転機械装置の第３の実施形態の要部立断面図である。この実施形態では、水平力調節機構３０が、頭付きボルト３２と、第２の固定ナット２８、第３の固定ナット３１、第４の固定ナット３３を含んでいる。頭付きボルト３２の頭部３４は電動機フレーム１５の下端突出部１９の外側にある。頭付きボルト３２のねじ部３５は、水平方向に延びて、電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１の側面に形成された貫通部に挿通されている。

ねじ部３５には、第２の固定ナット２８、第３の固定ナット３１および第４の固定ナット３３が螺合している。第２の固定ナット２８および第３の固定ナット３１は、第２の実施形態と同様に、下端突出部１９と上部フランジ２１にはさまれた位置にあって、第２の固定ナット２８は下端突出部１９と接して押し付けられ、第３の固定ナット３１は上部フランジ２１に接して押し付けられている。第４の固定ナット３３は、頭付きボルト３２の頭部３４から最も離れた位置にある。

下端突出部１９は、頭付きボルト３２の頭部３４と第２の固定ナット２８とによって水平方向にはさみつけられている。また、上部フランジ２１は、第３の固定ナット３１と第４の固定ナット３３とによって水平方向にはさみつけられている。

この第３の実施形態によれば、第３の固定ナット３１および第４の固定ナット３３の頭付きボルト３２に対するその軸方向の位置を螺合によって調節できる。これにより、第１および第２の実施形態と同様に、電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１を相互に水平方向に押す力を調節することができる。さらに、この実施形態では、頭付きボルト３２に引っ張り力をかけることもでき、電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１を相互に水平方向に引っ張る力を調節することもできる。

［第４の実施形態］
図４は、本発明に係る立形回転機械装置の第４の実施形態の要部立断面図である。この実施形態は第３の実施形態の変形である。この実施形態では、第３の実施形態における第２の固定ナット２８および第３の固定ナット３１をなくしたものである。その他の構成は第３の実施形態と同様である。

この実施形態では、頭付きボルト３２のねじ部３５に第４の固定ナット３３を螺合させて締め付けることにより、頭付きボルト３２に引っ張り力をかけることができる。

この第４の実施形態では、第３の実施形態に比べて、電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１を相互に押圧することができないという点と、頭付きボルト３２のねじ部と第４の固定ナット３３の間の螺合の緩みを生じる可能性があるという点では不利である。しかし、簡単な作業により、電動機フレーム１５の下端突出部１９および上部フランジ２１を相互に水平方向に引っ張る力を調節することができる。

［他の実施形態］
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１１…立形電動機（第１の立形回転機）
１２…立形ポンプ（第２の立形回転機）
１３…立形回転機結合装置（結合装置）
１４…電動機ロータシャフト（第１のロータシャフト）
１５…電動機フレーム（第１のフレーム）
１６…ポンプロータシャフト（第２のロータシャフト）
１７…ポンプフレーム（第２のフレーム）
１８…軸結合部
１９…下端突出部
２０…下端平坦部
２１…上部フランジ（第１のフランジ）
２２…下部フランジ（第２のフランジ）
２３…接続部
２４…ボルト
２５…ボルト
２６…ねじ棒
２７…第１の固定ナット
２８…第２の固定ナット
２９…先端
３０…水平力調節機構
３１…第３の固定ナット
３２…頭付きボルト
３３…第４の固定ナット
３４…頭部
３５…ねじ部

Claims (6)

1. 鉛直方向に延びる第１のロータシャフトおよびこの第１のロータシャフトを回転支持する第１のフレームを備えた第１の立形回転機と、前記第１のロータシャフトの中心軸の下方延長線上に鉛直方向に延びて前記第１のロータシャフトに結合される第２のロータシャフトおよびこの第２のロータシャフトを回転支持する第２のフレームを備えた第２の立形回転機と、を連結する立形回転機結合装置であって、
   水平方向に広がって前記第１のフレームの下端付近にねじ止めされる第１のフランジと、
   水平方向に広がって前記第２のフレームの上端にねじ止めされる第２のフランジと、
   前記第１のフランジの下端と前記第２のフランジの上端とを固定して連絡する接続部と、
   前記第１のフレームの下端付近と前記第１のフランジとの間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧しその引っ張りまたは押圧の力を調節可能な水平力調節機構と、
   を有することを特徴とする立形回転機結合装置。
2. 前記第１のフレームの下端の外周に沿って下方に突出する下端突出部が形成され、
   前記第１のフランジは前記下端突出部に囲まれた位置で前記第１のフレームの下端付近に上向きにねじ止めされ、
   前記水平力調節機構は、前記下端突出部と前記第１のフランジとの間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧するように構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の立形回転機結合装置。
3. 前記水平力調節機構は、前記下端突出部と前記第１のフランジとの間の距離をねじによって調節することによって、前記下端突出部と前記第１のフランジとの間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧するように構成されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の立形回転機結合装置。
4. 前記第１のフレームと前記第２のフレームと当該立形回転機結合装置とが一つの鉛直平面内での連成振動を起こすことが想定される場合に、
   前記水平力調節機構は、前記連成振動を起こす鉛直平面内に配置されること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の立形回転機結合装置。
5. 前記第１の立形回転機は電動機であり、
   前記第２の立形回転機は前記第１の立形回転機によって駆動されるポンプであること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の立形回転機結合装置。
6. 鉛直方向に延びる第１のロータシャフトおよびこの第１のロータシャフトを回転支持する第１のフレームを備えた第１の立形回転機と、
   前記第１のロータシャフトの中心軸の下方延長線上に鉛直方向に延びて前記第１のロータシャフトに結合される第２のロータシャフトおよびこの第２のロータシャフトを回転支持する第２のフレームを備えた第２の立形回転機と、
   前記第１の立形回転機と前記第２の立形回転機とを連結する立形回転機結合装置と、
   を備えた立形回転機械装置であって、
   前記立形回転機結合装置は、
   水平方向に広がって前記第１のフレームの下端付近にねじ止めされる第１のフランジと、
   水平方向に広がって前記第２のフレームの上端にねじ止めされる第２のフランジと、
   前記第１のフランジの下端と前記第２のフランジの上端とを固定して連絡する接続部と、
   前記第１のフレームの下端付近と前記第１のフランジとの間を相互に水平方向に引っ張りまたは押圧しその引っ張りまたは押圧の力を調節可能な水平力調節機構と、
   を有することを特徴とする立形回転機械装置。

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