JP2017166423A

JP2017166423A - ポンプ

Info

Publication number: JP2017166423A
Application number: JP2016052845A
Authority: JP
Inventors: 祐治兼森; Yuji Kanemori
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-16
Also published as: JP6621349B2

Abstract

【課題】排出する揚水から分離した浄水を潤滑水として水中軸受に供給する。【解決手段】ポンプ１０は、ポンプケーシング１２と、ポンプケーシング１２に配置されている回転軸２０と、回転軸２０に連結されているインペラ２２と、回転軸２０を回転可能に支持する水中軸受２４Ａ，２４Ｂと、インペラ２２によってポンプケーシング１２内に吸引された揚水ＰＷの一部を濾過する濾過手段（サイクロンセパレータ）３５と、濾過手段３５によって濾過した浄水ＣＷを回転軸２０と水中軸受２４Ａ，２４Ｂの隙間に供給する給水手段４４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプに関する。

ポンプケーシング内の水中軸受に潤滑水を供給することで、水中軸受の摩耗を低減するようにした立軸ポンプが知られている。特許文献１の立軸ポンプでは、ポンプ機場に設置されている外部水源とポンプケーシング内の保護管とを給水管によって接続し、外部水源の潤滑水を給水ポンプによって供給している。

特開平５−１５７０８９号公報

特許文献１の立軸ポンプでは、ポンプ機場に全長が長い給水管を配管する必要があるため、地震等によってポンプ機場に大きな衝撃が加わると、給水管が破損する可能性が高い。この場合、水中軸受に潤滑水を供給できないため、立軸ポンプの運転を開始すると水中軸受が摩耗により破損し、ポンプの運転が不可能になる。なお、水中軸受として無注水軸受を用いても、スラリーが多く含まれる揚水を送水する場合には、無注水軸受にアブレシブ摩耗が生じるため、やはりポンプの運転が不可能になる。

本発明は、排出する揚水から分離した浄水を潤滑水として水中軸受に供給することで運転が可能なポンプを提供することを課題とする。

本発明は、ポンプケーシングと、前記ポンプケーシングに配置されている回転軸と、前記回転軸に連結されているインペラと、前記ポンプケーシングに配置されており、前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、前記ポンプケーシングに分岐管を介して接続されており、前記インペラによって前記ポンプケーシング内に吸引された揚水の一部を濾過する濾過手段と、前記濾過手段によって濾過した浄水を給水管を介して前記回転軸と前記水中軸受の隙間に供給する給水手段とを備えるポンプを提供する。

このポンプによれば、濾過手段によって揚水を濾過した浄水を潤滑水として水中軸受に供給するため、水中軸受の摩耗を抑制できる。また、濾過手段がポンプケーシングに分岐管を介して分岐接続されているため、外部水源の潤滑水を供給する場合と比較すると、給水管の全長は短くてもよいうえ、ポンプ周辺だけに配管すればよい。よって、地震等によって大きな衝撃が加わり、給水管だけが破損することで、ポンプが運転不可能になることを防止できる。また、付帯設備を無くすことができるため、ポンプ機場の省スペース化を図ることができるうえ、設計や製作の自由度を向上できる。

前記濾過手段としてサイクロンセパレータを用いてもよい。この態様によれば、揚水が浄水と汚水に分離され、浄水が水中軸受に供給され、スラリー等を含む汚水がサイクロンセパレータ外に排出される。フィルタからなる濾過手段と比較してサイクロンセパレータは、スラリー等によって目詰まりすることはないため、設備の保守点検の回数を低減できる。

前記サイクロンセパレータは、前記揚水から分離した汚水を排出する排水管を備えている。この排水管の先端は、前記ポンプケーシングの吸込口が配置されている吸込水槽内に配置してもよい。この態様によれば、分離した汚水をポンプによって揚水と一緒に下流側へ排水することができる。よって、汚水を処理するための付帯設備も不要である。

前記ポンプケーシングは、周壁から前記回転軸に向けて延びる接続部を備え、この接続部の外端に前記給水管が接続され、前記接続部の内端が前記隙間に連通するようにしてもよい。また、ポンプには、水中軸受の異常を判断する監視装置を配置するとよい。この監視装置は、前記給水管に配置されており、前記隙間に供給される前記浄水の流量を検出する流量計と、前記ポンプケーシング内の吐出側に一端側が接続されており、前記流量計よりも前記給水手段側で前記給水管に他端側が接続されている検出用配管と、前記検出用配管に配置されており、前記給水手段の浄水供給圧と前記ポンプの吐出圧との差圧を検出する差圧計と、前記流量計により検出された浄水流量と、前記差圧計により検出された差圧とに基づいて、前記水中軸受の異常発生を判定する判定部とを備える。この態様によれば、立軸ポンプを常に安定状態で運転できる。

また、前記ポンプケーシングには、前記回転軸の外周を覆う保護管が前記水中軸受のホルダを介して配置されていてもよい。この場合、保護管に前記給水管が接続されていることが好ましい。この態様によれば、水中軸受を複数配置していても、１本の給水管で全ての水中軸受に浄水を供給し、水中軸受の破損を防止できる。この態様でも、水中軸受の異常を判断する監視装置を配置するとよい。この監視装置は、前記水中軸受よりも前記浄水が流れる方向の下流側で前記保護管に接続されている回収管と、前記回収管に配置されており、前記保護管から回収された前記浄水の流量を検出する流量計と、前記流量計により検出された浄水流量に基づいて、前記水中軸受の異常発生を判定する判定部とを備える。この態様によれば、立軸ポンプを常に安定状態で運転できる。

本発明のポンプによれば、排出する揚水から分離した浄水を潤滑水として水中軸受に供給するため、ポンプが運転可能な状態であれば、水中軸受を破損させることなく、確実に定常運転を実行できる。

第１実施形態のポンプを示す断面図。ポンプケーシングに分岐接続したサイクロンセパレータの概念図。第１の水中軸受を示す断面図。第２の水中軸受を示す断面図。ポンプケーシングの軸封部を示す断面図。給水ポンプによる流量と、ポンプケース内の差圧との関係を示すグラフ。第２実施形態のポンプを示す断面図。第１の水中軸受を示す断面図。第２の水中軸受を示す断面図。ポンプケーシングの軸封部を示す断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る立軸ポンプ１０を示す。この立軸ポンプ１０は、ポンプケーシング１２、回転軸２０、及びインペラ２２を備え、ポンプ機場の据付床１に垂下するように配置されている。本実施形態の立軸ポンプ１０は、回転軸２０を回転可能に支持する水中軸受２４Ａ，２４Ｂを備え、この水中軸受２４Ａ，２４Ｂに揚水ＰＷの一部から分離した浄水ＣＷを供給することで、水中軸受２４Ａ，２４Ｂの摩耗を低減する。

ポンプケーシング１２は筒状の揚水管１３を備え、この揚水管１３が据付床１を貫通して吸込水槽２内を鉛直方向に延びるように配置されている。この揚水管１３は、下側にベーンケーシング１４を備えている。また、ベーンケーシング１４の下側には、吸込口１６が形成されているラッパ管１５が配置されている。揚水管１３の上端には吐出エルボ１７が配置され、この吐出エルボ１７に吐出管１８が接続されている。

回転軸２０は、吐出エルボ１７を貫通し、揚水管１３の軸線に沿ってポンプケーシング１２に配置されている。回転軸２０の下端は、ベーンケーシング１４内に配置されている。インペラ２２は、ベーンケーシング１４内に位置するように、回転軸２０の下端に相対的に回転不可能に連結されている。第１の水中軸受２４Ａは、ケーシングハブ２７を介してベーンケーシング１４内に配置されている。第２の水中軸受２４Ｂは、ベーンケーシング１４とポンプケーシング１２の上端との中間に位置するように、軸受ホルダ２８を介して揚水管１３内に配置されている。

この立軸ポンプ１０では、駆動手段であるモータ３０の駆動により回転軸２０を介してインペラ２２が回転される。この定常運転により、ポンプケーシング１２の下端の吸込口１６から吸込水槽２内の揚水ＰＷが吸引され、この揚水ＰＷが揚水管１３から吐出エルボ１７及び吐出管１８を経て下流側へ吐出される。

第１及び第２の水中軸受２４Ａ，２４Ｂとしては、潤滑水の供給が絶たれても定常運転を実行可能なセラミックス製又は樹脂製の無注水軸受を用いることが好ましい。但し、水中軸受２４Ａ，２４Ｂとして無注水軸受を用いていても、立軸ポンプ１０によってスラリーを多く含む液体を排水する場合には、水中軸受２４Ａ，２４Ｂにアブレシブ摩耗が生じるため、潤滑水を供給することが好ましい。そこで、本実施形態の立軸ポンプ１０には、以下に説明する注水機構が設けられている。

（注水機構の詳細）
引き続いて図１を参照すると、注水機構は、濾過手段であるサイクロンセパレータ３５と、浄水ＣＷの給水手段である給水ポンプ４４とを備え、立軸ポンプ１０によって排出する揚水ＰＷの一部を取り出し、濾過（分離）した浄水ＣＷを潤滑水として水中軸受２４Ａ，２４Ｂに供給する。本実施形態の注水機構では、回転軸２０が貫通するポンプケーシング１２の貫通孔１７ａをシールする軸封装置５３にも浄水ＣＷを供給することで、軸封装置５３の摩耗も抑制している。

サイクロンセパレータ３５は、平面視Ｌ字形状の分岐管３２を介してポンプケーシング１２の吐出管１８に分岐接続されている。図２を併せて参照すると、このサイクロンセパレータ３５は、直径が下部から上方へ次第に大きくなっている筒体からなる円錐状容器３６を備えている。この円錐状容器３６の上端開口は、蓋部材３７によって塞がれている。円錐状容器３６の外周上部には揚水流入口３８が開口されている。この揚水流入口３８には、平面視円形状の円錐状容器３６の外周に接する方向に延びるように分岐管３２が接続されている。円錐状容器３６の下端には筒状の汚水流出口３９が設けられ、蓋部材３７には筒状の浄水流出口４０が設けられている。汚水流出口３９には、排水管４２が接続されている。この排水管４２の先端は、据付床１を貫通して吸込水槽２内に配置されている。

立軸ポンプ１０の定常運転時に揚水ＰＷの一部は、分岐管３２を介して円錐状容器３６内に流入する。すると、揚水ＰＷは、図２に概念的に示すように、ポンプ吐出圧によって円錐状容器３６の壁面に沿って旋回（旋回流ＲＦ参照）する。これにより、円錐状容器３６の壁面付近の圧力は高くなり、円錐状容器３６の中心軸付近の圧力は低くなる。また、円錐状容器３６の中心軸付近では、上部で上昇流ＵＦが生じ、下部で下降流が生じる。

揚水ＰＷに含まれている固形物は、旋回流ＲＦによる遠心力によって液体から分離され、回転しながら下方へ沈降し、汚水ＤＷとして汚水流出口３９から円錐状容器３６の外部へ排出される。この汚水ＤＷは、排水管４２を通して吸込水槽２へ戻される。また、固形物が分離された浄水ＣＷは、上昇流ＵＦによって浄水流出口４０から円錐状容器３６の外部へ排出される。但し、水中軸受２４Ａ，２４Ｂに摩耗を生じさせない程度の微小な固形物は、上昇流ＵＦに乗って浄水流出口４０から排出されることがある。

図１を参照すると、給水ポンプ４４は、浄水流出口４０から水中軸受２４Ａ，２４Ｂに至る給水管４６に配置されている。この給水管４６は、給水ポンプ４４の下流側（吐出側）で、第１の水中軸受２４Ａに至る第１配管４６ａと、第２の水中軸受２４Ｂに至る第２配管４６ｂに分岐されている。第１配管４６ａは、ポンプケーシング１２の外部から第１の水中軸受２４Ａと回転軸２０との間の隙間に浄水ＣＷを導く。第２配管４６ｂは、ポンプケーシング１２の外部から第２の水中軸受２４Ｂと回転軸２０との間の隙間に浄水ＣＷを導く。

図３を参照すると、ケーシングハブ２７は、第１の水中軸受２４Ａが配置される概ね円筒状の軸受ケーシング４８Ａを備えている。第１の水中軸受２４Ａは、回転軸２０の軸方向に間隔をあけて配置されている一対の摺動体２５Ａ，２５Ａを備えている。摺動体２５Ａ，２５Ａの間には、円筒状の空間からなる給水部４９Ａが形成されている。軸受ケーシング４８Ａには、給水部４９Ａに連通する空間からなる連通部５０Ａが設けられている。図１を併せて参照すると、ケーシングハブ２７には、ベーンケーシング１４の周壁から回転軸２０に向けて延び、軸受ケーシング４８Ａの周壁に至る接続部５１Ａが設けられている。接続部５１Ａは、内端が連通部５０Ａに接続され、外端に第１配管４６ａが接続されることで、第１配管４６ａと連通部５０Ａとを連通させる。

図４を参照すると、軸受ホルダ２８は、第２の水中軸受２４Ｂが配置される概ね円筒状の軸受ケーシング４８Ｂを備えている。第２の水中軸受２４Ｂは、回転軸２０の軸方向に間隔をあけて配置されている一対の摺動体２５Ｂ，２５Ｂを備えている。摺動体２５Ｂ，２５Ｂの間には、円筒状の空間からなる給水部４９Ｂが形成されている。軸受ケーシング４８Ｂには、給水部４９Ｂに連通する空間からなる連通部５０Ｂが設けられている。図１を併せて参照すると、軸受ホルダ２８には、ベーンケーシング１４の周壁から回転軸２０に向けて延び、軸受ケーシング４８Ｂの周壁に至る接続部５１Ｂが設けられている。接続部５１Ｂは、内端が連通部５０Ｂに接続され、外端に第２配管４６ｂが接続されることで、第２配管４６ｂと連通部５０Ｂとを連通させる。

図５を参照すると、軸封装置５３は、吐出エルボ１７の貫通孔１７ａに配置される軸封ケーシング５４を備えている。この軸封ケーシング５４の内部には、筒状をなす一対のラビリンスシール５５，５５が回転軸２０の軸方向に間隔をあけて取り付けられている。ラビリンスシール５５，５５の間には、円筒状の空間からなる給水部５６が形成されている。また、軸封ケーシング５４には、給水部５６に連通する接続部５７が設けられている。図１を参照すると、接続部５７には、給水ポンプ４４の下流側で分岐されている第３配管４６ｃが接続されている。

図１を参照すると、立軸ポンプ１０は、図示しない操作盤からの指令に基づいて、モータ３０、及び給水ポンプ４４を制御して定常運転を実行する制御装置６５を備えている。定常運転時に給水ポンプ４４が駆動されると、サイクロンセパレータ３５によって分離された浄水ＣＷが第１及び第２の水中軸受２４Ａ，２４Ｂに供給されるとともに、軸封装置５３に供給される。

第１の水中軸受２４Ａでは、浄水ＣＷは、配管４６ａから接続部５１Ａ及び連通部５０Ａを経て給水部４９Ａに所定圧力で供給される。第２の水中軸受２４Ｂでは、浄水ＣＷは、配管４６ｂから接続部５７Ｂ及び連通部５０Ｂを経て給水部４９Ｂに所定圧力で供給される。これにより浄水ＣＷは、摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０の外周面との間の僅かな隙間を通ってポンプケーシング１２内に流出し、揚水ＰＷと一緒に下流側へ排出される。軸封装置５３では、浄水ＣＷは、配管４６ｃから接続部５７を経て給水部５６に所定圧力で供給される。これにより浄水ＣＷは、ラビリンスシール５５，５５と回転軸２０の外周面との間の僅かな隙間を通ってポンプケーシング１２内に流出し、揚水ＰＷと一緒に下流側へ排出される。

このように、本実施形態の立軸ポンプ１０では、サイクロンセパレータ３５によって分離した浄水ＣＷを水中軸受２４Ａ，２４Ｂに供給するため、水中軸受２４Ａ，２４Ｂを破損させることなく、確実に定常運転を実行できる。また、サイクロンセパレータ３５はポンプケーシング１２に分岐接続されているため、外部水源の潤滑水を供給する場合と比較すると、給水管４６の全長は短くてもよいうえ、給水管４６はポンプ周辺だけに配管すればよい。よって、地震等によって大きな衝撃が加わっても、給水管４６だけが破損することで、立軸ポンプ１０が運転不可能になることを可能な限り防止できる。

また、外部水源や全長が長い給水管等の大掛かりな付帯設備が不要であるため、ポンプ機場の省スペース化を図ることができるうえ、設計の自由度を向上できる。さらに、サイクロンセパレータ３５は、フィルタからなる濾過手段と比較して、スラリー等によって目詰まりすることがないため、設備の保守点検の回数を低減できる。また、分離した汚水ＤＷは吸込水槽２に戻され、立軸ポンプ１０によって揚水ＰＷと一緒に下流側へ排水されるため、汚水ＤＷを処理するための付帯設備も不要である。

なお、サイクロンセパレータ３５と給水ポンプ４４との間には、所定量の浄水ＣＷを貯留可能な貯水部を配置し、この貯留部内の浄水ＣＷを給水ポンプ４４によって供給することが好ましい。このようにすれば、モータ３０を停止した定常運転の終了後に、給水ポンプ４４だけを動作させることで、貯留した浄水ＣＷを水中軸受２４Ａ，２４Ｂと回転軸２０との間に供給することができる。これにより、立軸ポンプ１０の運転停止時に水中軸受２４Ａ，２４Ｂを洗浄することができる。

また、浄水ＣＷを供給して水中軸受２４Ａ，２４Ｂの摩耗を低減することで、立軸ポンプ１０は使用可能な期間（寿命）が長くなる。しかし、水中軸受２４Ａ，２４Ｂは、回転軸２０と摺接するため、摩耗を完全に無くすことは不可能である。そのため、水中軸受２４Ａ，２４Ｂと回転軸２０の間の隙間は使用により次第に大きくなる。このような水中軸受２４Ａ，２４Ｂの異常を検出するために、本実施形態の立軸ポンプ１０には、以下に説明する監視装置が設けられている。

（監視装置の詳細）
図１を参照すると、監視装置は、水中軸受２４Ａ，２４Ｂに供給される浄水ＣＷの流量を検出する流量計５９Ａ，５９Ｂと、給水ポンプ４４の浄水供給圧と立軸ポンプ１０の吐出圧との差圧を検出する差圧計６１と、異常の有無を判定する判定部である制御装置６５とを備えている。

流量計５９Ａ，５９Ｂは、第１及び第２の配管４６ａ，４６ｂにそれぞれ配置されている。また、第１及び第２の配管４６ａ，４６ｂには、流量計５９Ａ，５９Ｂの下流側にチェッキ弁６０Ａ，６０Ｂが配置されている。これらのチェッキ弁６０Ａ，６０Ｂを開閉することで、対応する配管４６ａ，４６ｂを連通又は遮断できる。また、第３の配管４６ｃにもチェッキ弁６０Ｃが配置されている。

差圧計６１は、一端側がポンプケーシング１２内に接続され、他端側が流量計５９Ａ，５９Ｂよりも給水ポンプ４４側で給水管４６に接続されている検出用配管６２に配置されている。検出用配管６２は、配管４６ａに接続されている第１分岐配管６２ａと、配管４６ｂに接続されている第２分岐配管６２ｂとを備え、これらが差圧計６１に接続されている。

立軸ポンプ１０の点検時に制御装置６５は、モータ３０、給水ポンプ４４、及びチェッキ弁６０Ａ〜６０Ｃを制御して検査運転を実行する。詳しくは、チェッキ弁６０Ｃを閉弁し、水中軸受２４Ａ，２４Ｂのうち検査する一方のチェッキ弁６０Ａ，６０Ｂを開弁し、他方のチェッキ弁６０Ａ，６０Ｂを閉弁する。一方の水中軸受２４Ａ，２４Ｂの検査が終了すると、チェッキ弁６０Ａ，６０Ｂの開閉状態を切り換えて、他方の水中軸受２４Ａ，２４Ｂの検査を行う。

前述のように、給水ポンプ４４から供給される浄水ＣＷは、配管４６ａ，４６ｂを介して水中軸受２４Ａ，２４Ｂに供給され、摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０の外周面との隙間を通ってポンプケーシング１２内に流出し、吐出エルボ１７へ排出される。水中軸受２４Ａ，２４Ｂと回転軸２０との間の隙間を流れる浄水ＣＷの流量は、流量計５９Ａ，５９Ｂにより検出される配管４６ａ，４６ｂを流れる浄水流量に対応している。一方、給水ポンプ４４の浄水供給圧と立軸ポンプ１０の吐出圧との差圧が差圧計６１により検出される。

流量計５９Ａ，５９Ｂにより検出される浄水ＣＷの流量と、差圧計６１により検出される差圧との間には、図６に示すような関係がある。図６において、ａ０は摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０の隙間の理論値を示し、ａ１は摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０の隙間が設計値である場合を示し、ａ２は摺動体２５Ａ，２５Ｂの摩耗により摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０の隙間がある程度拡大している場合を示し、ａ３は摺動体２５Ａ，２５Ｂの摩耗により摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０の隙間が摺動体２５Ａ，２５Ｂの交換を要する程度まで拡大している場合を示し、ａ４は摺動体２５Ａ，２５Ｂが破損している場合を示している。

差圧が同一の値である場合、摩耗が少なく摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０との間の隙間が小さい場合と、摩耗が進んで摺動体２５Ａ，２５Ｂと回転軸２０との間の隙間が大きくなった場合とでは、隙間が大きい方が浄水流量は多くなる。逆に浄水流量が同一である場合、隙間が小さいと差圧計６１による検出値ΔＰは大きく、隙間が大きくなるにつれて差圧計６１による検出値ΔＰは小さくなる。

判定部としての制御装置６５は、点検時等に流量計５９Ａ，５９Ｂ及び差圧計６１からの信号に基づいて水中軸受２４Ａ，２４Ｂの異常発生を判定する。制御装置６５には、図６のａ３に対応する交換準備が必要な状態の差圧値ΔＰａと、図６のａ４に対応する交換が必要な状態の差圧値ΔＰｂとが、第１判定値として記憶されている。また、交換準備が必要な状態の浄水流量Ｒａと、交換が必要な状態の浄水流量Ｒｂとが、第２判定値として記憶されている。そして、差圧計６１による検出値ΔＰと、判定値ΔＰａ，ΔＰｂとを比較することにより、水中軸受２４Ａ，２４Ｂの異常を判定する。また、流量計５９Ａ，５９Ｂによる検出値Ｒと、判定値Ｒａ，Ｒｂとを比較することにより、水中軸受２４Ａ，２４Ｂの異常を判定する。なお、差圧値と浄水流量の両方の結果で異常を判定してもよいし、一方の結果だけで異常を判定してもよい。

このように、本実施形態の立軸ポンプ１０では、水中軸受２４Ａ，２４Ｂに供給する浄水流量を検出する流量計５９Ａ，５９Ｂと、給水管４６とポンプケーシング１２との差圧を検出する差圧計６１とを配置することで、水中軸受２４Ａ，２４Ｂの異常を判定できる。そして、異常を判定することで水中軸受２４Ａ，２４Ｂを交換することにより、常に安定状態で定常運転を実行できるため、立軸ポンプ１０の信頼性を向上できる。なお、配管４６ａ，４６ｂに更に分岐部を設け、この部分から内視鏡を通して水中軸受２４Ａ，２４Ｂの状態を確認できるようにしてもよい。

（第２実施形態）
図７は第２実施形態の立軸ポンプ１０を示す。この立軸ポンプ１０には、インペラ２２を配置した下部から吐出エルボ１７の上端にかけて、回転軸２０の外周を覆う保護管７０が配置されており、この保護管７０を通して浄水ＣＷを３個の水中軸受２４Ａ〜２４Ｃと軸封装置５３に供給するようにした点で、第１実施形態と相違する。なお、第１実施形態と同一の構成は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

（注水機構の詳細）
第１の水中軸受２４Ａは、ケーシングハブ２７を介してベーンケーシング１４内に配置されている。第２の水中軸受２４Ｂは、ベーンケーシング１４の上方に位置するように、軸受ホルダ２８Ａを介して揚水管１３内に配置されている。また、本実施形態では、第２の水中軸受２４Ｂの上方に位置するように、第３の水中軸受２４Ｃが軸受ホルダ２８Ｂを介して揚水管１３内に配置されている。

保護管７０は、ケーシングハブ２７から第１の軸受ホルダ２８Ａにかけて延びる第１部分７０ａと、第１の軸受ホルダ２８Ａから第２の軸受ホルダ２８Ｂにかけて延びる第２部分７０ｂと、第２の軸受ホルダ２８Ｂから吐出エルボ１７の貫通孔１７ａにかけて延びる第３部分７０ｃとを備えている。保護管７０の各部分７０ａ〜７０ｃは、軸受ホルダ２８Ａ，２８Ｂを介して連通している。

図８を参照すると、ケーシングハブ２７は、第１の水中軸受２４Ａが配置される円筒状のスリーブ２７ａを備えている。スリーブ２７ａの上端には、保護管７０の第１部分７０ａの下端が固定されている。スリーブ２７ａの下端には、メカニカルシール７２が配置されている。また、スリーブ２７ａには、内周面から外向きに切り欠いた連通部５０が設けられている。また、ケーシングハブ２７には、ベーンケーシング１４の周壁から回転軸２０に向けて延び、スリーブ２７ａに至る接続部５１が設けられている。接続部５１は、内端が連通部５０に接続され、外端に後述する回収管８０が接続されることで、回収管８０と連通部５０とを連通させる。

図９を参照すると、軸受ホルダ２８Ａ，２８Ｂは、第２及び第３の水中軸受２４Ｂ，２４Ｃが配置される筒状体からなる。軸受ホルダ２８Ａには、下端に保護管７０の第１部分７０ａの上端が固定され、上端に保護管７０の第２部分７０ｂの下端が固定されている。軸受ホルダ２８Ｂには、下端に保護管７０の第２部分７０ｂの上端が固定され、上端に保護管７０の第３部分７０ｃの下端が固定されている。

図１０を参照すると、軸封装置５３は、吐出エルボ１７の貫通孔１７ａに配置される軸封ケーシング５４を備えている。貫通孔１７ａの内周部には、保護管７０の第３部分７０ｃの上端が固定されている。軸封ケーシング５４の上部には、メカニカルシール７４が配置されている。また、軸封ケーシング５４には、メカニカルシール７４の下部に位置するように、給水管４６が接続される接続部５７が設けられている。

図７を参照すると、給水ポンプ４４は、サイクロンセパレータ３５の浄水流出口４０から軸封装置５３の接続部５７に至る給水管４６に配置されている。給水管４６には、給水ポンプ４４とサイクロンセパレータ３５との間にチェッキ弁７６が配置され、このチェッキ弁７６とサイクロンセパレータ３５との間に仕切弁７８が配置されている。

制御装置６５によってモータ３０と給水ポンプ４４とが駆動されると、立軸ポンプ１０は、第１実施形態と同様に、サイクロンセパレータ３５によって分離した浄水ＣＷを水中軸受２４Ａ〜２４Ｃに供給しながら、定常運転を行う。詳しくは、給水ポンプ４４によって浄水ＣＷが所定圧力で保護管７０の上端に供給される。すると、浄水ＣＷは、第３部分７０ｃを上端から下方に流動し、軸受ホルダ２８Ｂ内の水中軸受２４Ｃと回転軸２０との間の僅かな隙間を通って第２部分７０ｂに流入する。ついで、軸受ホルダ２８Ａ内の水中軸受２４Ｂと回転軸２０との間の僅かな隙間を通って第１部分７０ａに流入する。ついで、ケーシングハブ２７内の水中軸受２４Ａと回転軸２０との間の僅かな隙間を通って接続部５１内に流入する。そして、接続部５１を通ってポンプケーシング１２の外部へ流出される。

このように、第２実施形態の立軸ポンプ１０では、サイクロンセパレータ３５によって分離した浄水ＣＷを保護管７０を介して水中軸受２４Ａ〜２４Ｃに供給するため、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、保護管７０に浄水ＣＷを供給する構成であるため、１本の給水管４６で全ての水中軸受２４Ａ〜２４Ｃに浄水ＣＷを供給し、水中軸受２４Ａ〜２４Ｃの破損を防止できる。よって、立軸ポンプ１０周辺の配管を大幅に簡素化できるため、ポンプ機場の省スペース化を図ることができる。

なお、この第２実施形態の立軸ポンプ１０においても、水中軸受２４Ａ〜２４Ｃの異常を検出するために、監視装置が搭載されている。

（監視装置の詳細）
第２実施形態の監視装置は、ベーンケーシング１４の外面に位置する接続部５１に接続されている回収管８０を備えている。この回収管８０は、水中軸受２４Ａ〜２４Ｃよりも浄水ＣＷが流れる方向（図７において下向き）の下流側で、ケーシングハブ２７を介して保護管７０に接続されている。また、回収管８０は、吸込水槽２内から据付床１上に配管されており、この部分に流量計５９が配置されている。なお、回収管８０の先端である流量計５９の下流側は、据付床１を貫通して再び吸込水槽２内に配置されている。

制御装置６５は、定常運転と並行して検査運転を実行可能である。判定部としての制御装置６５には、交換準備が必要な状態の浄水流量Ｒａと、交換が必要な状態の浄水流量Ｒｂとが、判定値として記憶されている。そして、流量計５９による検出値Ｒと、判定値Ｒａ，Ｒｂとを比較することにより、制御装置６５は水中軸受２４Ａ〜２４Ｃの異常を判定できる。

なお、本発明のポンプ１０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

例えば、濾過手段は、サイクロンセパレータ３５の代わりにフィルタを用いてもよく、揚水を濾過可能な構成であればよい。また、揚水の一部を濾過した浄水を水中軸受に供給する構成は、立軸ポンプ１０に限らず、回転軸を横向きに配置した横軸ポンプに適用することもできる。

１…据付床
２…吸込水槽
１０…立軸ポンプ
１２…ポンプケーシング
１３…揚水管
１４…ベーンケーシング
１５…ラッパ管
１６…吸込口
１７…吐出エルボ
１７ａ…貫通孔
１８…吐出管
２０…回転軸
２２…インペラ
２４Ａ〜２４Ｃ…水中軸受
２５Ａ，２５Ｂ…摺動体
２７…ケーシングハブ
２７ａ…スリーブ
２８，２８Ａ，２８Ｂ…軸受ホルダ
３０…モータ
３２…分岐管
３５…サイクロンセパレータ（濾過手段）
３６…円錐状容器
３７…蓋部材
３８…揚水流入口
３９…汚水流出口
４０…浄水流出口
４２…排水管
４４…給水ポンプ（給水手段）
４６…給水管
４６ａ〜４６ｃ…配管
４８Ａ，４８Ｂ…軸受ケーシング
４９Ａ，４９Ｂ…給水部
５０，５０Ａ，５０Ｂ…連通部
５１，５１Ａ，５１Ｂ…接続部
５３…軸封装置
５４…軸封ケーシング
５５…ラビリンスシール
５６…給水部
５７…接続部
５９，５９Ａ，５９Ｂ…流量計
６０Ａ〜６０Ｃ…チェッキ弁
６１…差圧計
６２…検出用配管
６２ａ，６２ｂ…分岐配管
６５…制御装置
７０…保護管
７０ａ…第１部分
７０ｂ…第２部分
７０ｃ…第３部分
７２…メカニカルシール
７４…メカニカルシール
７６…チェッキ弁
７８…仕切弁
８０…回収管

Claims

ポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングに配置されている回転軸と、
前記回転軸に連結されているインペラと、
前記ポンプケーシングに配置されており、前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、
前記ポンプケーシングに分岐管を介して接続されており、前記インペラによって前記ポンプケーシング内に吸引された揚水の一部を濾過する濾過手段と、
前記濾過手段によって濾過した浄水を給水管を介して前記回転軸と前記水中軸受の隙間に供給する給水手段と
を備えるポンプ。
前記濾過手段はサイクロンセパレータである、請求項１に記載のポンプ。
前記サイクロンセパレータは、前記揚水から分離した汚水を排出する排水管を備え、この排水管の先端は、前記ポンプケーシングの吸込口が配置されている吸込水槽内に配置されている、請求項２に記載のポンプ。
前記ポンプケーシングは、周壁から前記回転軸に向けて延びる接続部を備え、この接続部の外端に前記給水管が接続され、前記接続部の内端が前記隙間に連通している、請求項１から３のいずれか１項に記載のポンプ。
前記給水管に配置されており、前記隙間に供給される前記浄水の流量を検出する流量計と、
前記ポンプケーシング内の吐出側に一端側が接続されており、前記流量計よりも前記給水手段側で前記給水管に他端側が接続されている検出用配管と、
前記検出用配管に配置されており、前記給水手段の浄水供給圧と前記ポンプの吐出圧との差圧を検出する差圧計と、
前記流量計により検出された浄水流量と、前記差圧計により検出された差圧とに基づいて、前記水中軸受の異常発生を判定する判定部と
を備える、請求項４に記載のポンプ。
前記ポンプケーシングには、前記回転軸の外周を覆う保護管が前記水中軸受のホルダを介して配置されており、この保護管に前記給水管が接続されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のポンプ。
前記水中軸受よりも前記浄水が流れる方向の下流側で前記保護管に接続されている回収管と、
前記回収管に配置されており、前記保護管から回収された前記浄水の流量を検出する流量計と、
前記流量計により検出された浄水流量に基づいて、前記水中軸受の異常発生を判定する判定部と
を備える、請求項６に記載のポンプ。