JP2017125450A - Vertical shaft pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立軸ポンプに関する。 The present invention relates to a vertical shaft pump.
従来の立軸ポンプ1の外観図を図5Aに示す。一般に、立軸ポンプ1では、ポンプ床2上にあるモータ3から、ポンプ床2下に没水している羽根車(図示せず)までの間の縦方向の長さが大きい。従って、羽根車を収容するボウル部4に接続され、羽根車を回転させるモータ3の主軸(図示せず)が配置される揚水管5は、複数の揚水管(例えば5−1、5−2、5−3)をフランジ部6を介して互いに連結させることにより形成されている。また、揚水管5に剛性を付与するため、図5Aに示すように揚水管5の外周面に補強リブ7が形成される場合もある。図5Bは、図5AのA−A線断面図である。尚、図5Bにおいて、モータ3の主軸等、揚水管5の内部に配置される要素は図示を省略されている。
An external view of a conventional vertical shaft pump 1 is shown in FIG. 5A. In general, in the vertical shaft pump 1, the length in the vertical direction from the motor 3 on the pump floor 2 to the impeller (not shown) submerged under the pump floor 2 is large. Therefore, the
このような立軸ポンプ1の動作中には、時間の経過と共に振幅が増大する自励振動が生じる場合がある。そして、この自励振動は、主軸及び羽根車を含むロータ側だけでなく、ステータ側である揚水管5の影響が大きいことが分かっている。すなわち、揚水管5の減衰が小さいことが自励振動発生の要因のひとつである。
During the operation of the vertical shaft pump 1, self-excited vibration having an amplitude that increases with time may occur. The self-excited vibration is known to have a large influence not only on the rotor side including the main shaft and the impeller but also on the stator side. That is, one of the causes of the occurrence of self-excited vibration is that the damping of the pumped-up
立軸ポンプの振動制御のための手段が、例えば、特開2012−62892号に記載されている。特開2012−62892号は、上昇管にホルダを固定し、ばね要素を介して振動要素をホルダに接続することを記載している。 Means for controlling the vibration of the vertical shaft pump is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-62892. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-62892 describes that a holder is fixed to a riser pipe and a vibration element is connected to the holder via a spring element.
本発明の一実施形態は、揚水管の減衰性能を向上させることによって、ポンプ全体の安定性を高めることができる立軸ポンプを提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a vertical pump that can improve the stability of the entire pump by improving the damping performance of the pumped-up pipe.
本発明の一実施形態によれば、羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、揚水管内に羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、揚水管の外周面に減衰材が取り付けられている、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、揚水管の外周面に減衰材が取り付けられた簡易な構造で、立軸ポンプに生じる自励振動を抑制することができる。 According to one embodiment of the present invention, there is a vertical shaft pump that includes a pumping pipe connected to a bowl portion that houses an impeller, and in which the main shaft of a motor that rotates the impeller is disposed in the pumping pipe. A vertical shaft pump is provided in which a damping material is attached to the outer peripheral surface. According to this structure, the self-excited vibration which arises in a vertical shaft pump can be suppressed with the simple structure by which the damping material was attached to the outer peripheral surface of a pumping pipe.
本発明の一実施形態によれば、減衰材は、板状の弾性体である。 According to one embodiment of the present invention, the damping material is a plate-like elastic body.
本発明の一実施形態によれば、減衰材は、板状の弾性体を含む積層板である。 According to one embodiment of the present invention, the damping material is a laminate including a plate-like elastic body.
本発明の一実施形態によれば、板状の弾性体は、ゴム板である。 According to one embodiment of the present invention, the plate-like elastic body is a rubber plate.
本発明の一実施形態によれば、減衰材は、揚水管の外周面の全体に巻き付けられている。 According to one embodiment of the present invention, the damping material is wound around the entire outer peripheral surface of the pumped-up pipe.
本発明の一実施形態によれば、羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、揚水管内に羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、揚水管は、揚水管の長さ方向に互いに離間して配置される少なくとも2つのフランジ部を備えており、少なくとも2つのフランジ部の間に、揚水管の長さ方向に延在する一対の支持棒と支持棒の間に取り付けられる弾性体とを備える減衰バーが取り付けられている、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、フランジ部間のデッドスペースに配置された減衰バーによって、立軸ポンプに生じる自励振動を抑制することができる。 According to an embodiment of the present invention, a vertical shaft pump including a pumping pipe connected to a bowl portion that houses an impeller, and a main shaft of a motor that rotates the impeller in the pumping pipe is disposed. , Comprising at least two flange portions that are spaced apart from each other in the length direction of the pumping pipe, and a pair of support rods and supports extending in the length direction of the pumping pipe between the at least two flange portions A vertical shaft pump is provided having a damping bar attached with an elastic body attached between the bars. According to this configuration, the self-excited vibration generated in the vertical shaft pump can be suppressed by the damping bar disposed in the dead space between the flange portions.
本発明の一実施形態によれば、弾性体はゴムで形成されている。 According to one embodiment of the present invention, the elastic body is made of rubber.
本発明の一実施形態によれば、羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、揚水管内に羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、揚水管はフランジ部を備えており、フランジ部に、揚水管の長さ方向に延在する複数の弾性部材が取り付けられており、弾性部材を介してリング状の錘がフランジ部に取り付けられている、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、フランジ部間のデッドスペースに配置された弾性部材及び錘によってダイナミックダンパーを形成し、これにより、立軸ポンプに生じる自励振動を抑制することができる。 According to an embodiment of the present invention, a vertical shaft pump including a pumping pipe connected to a bowl portion that houses an impeller, and a main shaft of a motor that rotates the impeller in the pumping pipe is disposed. A vertical shaft provided with a flange portion, wherein a plurality of elastic members extending in the length direction of the pumping pipe are attached to the flange portion, and a ring-shaped weight is attached to the flange portion via the elastic member A pump is provided. According to this configuration, the dynamic damper is formed by the elastic member and the weight that are disposed in the dead space between the flange portions, and thereby, the self-excited vibration generated in the vertical shaft pump can be suppressed.
以下、図1〜図4に参照して、本発明の各実施形態を説明する。
[第1実施形態]
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[First Embodiment]
図1は、本発明の第1実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管15を示す斜視図である。図2は、図1のB−B線断面図である。揚水管15は、必要とされる立軸ポンプの長さに応じて、図5Aに示される揚水管5と同様に、複数の揚水管15をフランジ部を介して連結することができる。図1及び図2に示されるように、揚水管15は、管本体15aの上端部と下端部にそれぞれ形成される上部フランジ16aと下部フランジ16bとを有する。また、本実施形態では、揚水管15は、約90度間隔で管本体15aの周囲に配置される補強リブ17を備えている。補強リブ17は、管本体15aの長さ方向に延在し、管本体15aに剛性を付与する機能を有する。しかし、本実施形態の立軸ポンプにおいて、補強リブ17は必須の構成要素ではない。揚水管15は、必ずしも補強リブ17を備えていなくてもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing a pumping
図1に示すように、本実施形態では、揚水管15の外周面(本実施形態では管本体15aの外周面)に減衰材18が取り付けられている。具体的には、互いに隣接する補強リブ17、上部フランジ16a、下部フランジ16bにより画定される各空間内における、管本体15aの外周面に減衰材18が取り付けられている。しかし、減衰材18は、補強リブ17を含む揚水管の外周面の全体を覆うように取り付けられていてもよい。また、管本体15aに補強リブ17が形成されていない場合には、減衰材18は、管本体15aの外周面の全体に巻き付けられていてよい。減衰材18は、揚水管15または管本体15aの外周面上に直接取り付けられてよい。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, an
本実施形態では、減衰材18は、板状の弾性体であり、具体的には、ゴム板である。板状の減衰材18は、例えば接着剤を用いて、管本体15aの外周面に容易に貼りつけることができる。ポンプの動作中の振動により揚水管15が曲げ変形すると、管本体15aに貼り付けられた減衰材18も管本体15aに追従して曲げ変形するが、このとき、減衰材18のゴム材料は、変形エネルギーを熱に変えて発散し、振動を吸収する。これにより、揚水管15の振動が減衰される。ゴム板の厚さは、例えば、減衰能力確保の観点から管の厚さ以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the damping
減衰材18は、また、ゴム板と鋼板とを交互に重ね合わせて形成される積層板であってもよい。ゴム板と鋼板とを重ね合わせることにより、ゴム板の曲げ変形だけでなく、積層板のせん断変形による減衰を利用することができる。また、例えば、硬さの異なる複数のゴム板を鋼板を介して重ね合わせることにより、様々なレベルの振動に対応することができる。
The damping
また、複数本の揚水管15が連結されて使用される場合、全ての揚水管15の外周面に減衰材18が取り付けられている必要はない。例えば、揚水管15の固有振動数と共振する際の振動モードに基づいて、変形(ひずみ)が最も大きい部分に近い揚水管15にのみ減衰材18が取り付けられてもよい。
[第2実施形態]
Further, when a plurality of pumping
[Second Embodiment]
図3は、本発明の第2実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管25の斜視図である。第2実施形態は、減衰材が、図3に示す減衰バー30により形成されている点が、第1実施形態と異なっている。その他の構成については、第1実施形態と実質的に同様であるので詳しい説明は省略する。
FIG. 3 is a perspective view of a
減衰バー30は、揚水管25の上部フランジ26aと下部フランジ26bとの間に取り付けられており、揚水管25の長さ方向に延在する一対の支持棒28a、28bと、支持棒28a、28bの間に取り付けられる弾性体29とを備える。支持棒28a、28bは、例えば、揚水管25の管本体25aと同様の材料で形成することができる。弾性体29は、例えば、ゴムで形成することができ、その形状は特に限られないが、揚水管25の長さ方向に一定の長さを有することが好ましい。ポンプの動作中に揚水管25が曲げ変形すると、上部フランジ26a及び/または下部フランジ26bの変位に応じて減衰バー30が曲げ変形する。このとき、弾性体29のゴム材料は、変形エネルギーを熱に変えて発散し、振動を吸収する。これにより、揚水管25の振動が減衰される。
The damping
尚、図3の例では、4つの減衰バー30が、約90度間隔で管本体25aの周囲に配置されているが、減衰バー30の数及びその配置間隔は、図3の例に限られない。
In the example of FIG. 3, four
また、複数本の揚水管25が連結されて使用される場合、全ての揚水管25に減衰バー30が取り付けられている必要はない。例えば、揚水管25の固有振動数と共振する際の振動モードに基づいて、変形(ひずみ)が最も大きい揚水管25にのみ減衰バー30が取り付けられていてもよい。
Further, when a plurality of pumping
上部及び下部フランジ26a、26bに対する支持棒28a、28bの固定は、ボルト等の締結部材を用いて行うことができる。また、支持棒28a、28bに対する弾性体29の固定は、接着剤等を用いて行うことができる。
[第3実施形態]
The support bars 28a and 28b can be fixed to the upper and
[Third Embodiment]
図4は、本発明の第3実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管35の部分斜視図である。第3実施形態では、減衰機構としてダイナミックダンパーが形成されている。尚、
図4の例では揚水管35のフランジ間に補強リブは設けられていないが、第1及び第2実施形態と同様に、揚水管35は補強リブを備えていてもよい。この例では、振動する対象物として揚水管の上部フランジ36aが利用され、補助的な質量体としてリング状の錘38が付加されている。上部フランジ36aと錘38とは、揚水管35の長さ方向に延びる弾性部材39によって連結されている。弾性部材39は、ばね部材であってもよい。その他の構成については、第1及び第2実施形態と実質的に同様であるので詳しい説明は省略する。
FIG. 4 is a partial perspective view of a
In the example of FIG. 4, no reinforcing rib is provided between the flanges of the pumping
ダイナミックダンパーは、揚水管35の固有振動数に基づき、既知の手法を用いて最適な減衰を与えるように設計することができる。また、複数本の揚水管35が連結されて使用される場合、上記減衰機構は、揚水管35の各上部フランジ36aに形成されていてもよいし、一部の上部フランジ36aにのみ形成されていてもよい。例えば、揚水管35の固有振動数と共振する際の振動モードに基づいて、変位が最も大きい揚水管35の部分に近い上部フランジ36aに減衰機構を取り付けることができる。
The dynamic damper can be designed to give optimum damping using known techniques based on the natural frequency of the
本発明は、立軸ポンプに広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to a vertical shaft pump.
1 立軸ポンプ
2 ポンプ床
3 モータ
4 ボウル部
5 揚水管
6 フランジ部
7 補強リブ
15 揚水管
15a 管本体
16a 上部フランジ
16b 下部フランジ
17 補強リブ
18 減衰材
25 揚水管
26a 上部フランジ
26b 下部フランジ
27 補強リブ
28a、28b 支持棒
29 弾性体
30 減衰バー
35 揚水管
35a 管本体
36a 上部フランジ
38 錘
39 弾性部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical shaft pump 2 Pump floor 3
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