JP2021032148A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】水中軸受の状態を容易かつ確実に点検する。【解決手段】ポンプ１０は、筒状のポンプケーシング１５と、ポンプケーシング１５内に一部が配置された回転軸２５と、ポンプケーシング１５内にリブ３５ｂを介して配置された筒状のホルダ３５と、回転軸２５を回転可能に支持する摺接部材３４を有する水中軸受３０と、摺接部材３４に隣接して設けられた間隙部４０と、摺接部材３４の状態を確認するための内視鏡５０を挿入可能な通路４２とを備える。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、ポンプに関する。

特許文献１には、複数の水中軸受によってポンプケーシング内に回転軸を回転可能に支持した立軸ポンプが開示されている。ポンプケーシングの外面には、レール（配管）に設けられた複数の分岐管がポンプケーシング内に連通するように接続されている。レールを通してポンプケーシングの所定部位に内視鏡を挿入することで、ポンプケーシング内の状態を点検できる。

特開２０１８−１５９３３６号公報

この種のポンプでは、水中軸受が備える摺接部材が過度に摩耗したり部分的に損傷（割れ欠け）したりすると、摺接部材による回転軸の支持が不足するため、ポンプケーシングが振動し、据付床が劣化する。つまり、ポンプにおいて最も重要な部品は水中軸受である。しかし、特許文献１のポンプでは、水中軸受の摩耗状態や損傷状態を確認（点検）することはできない。

本発明は、水中軸受の状態を容易かつ確実に点検できるポンプを提供することを課題とする。

本発明の一態様は、筒状のポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に一部が配置された回転軸と、前記ポンプケーシング内にリブを介して配置され、前記回転軸を部分的に取り囲む筒状のホルダと、前記ホルダの内側に配置され、前記回転軸を回転可能に支持する摺接部材を有する水中軸受と、前記回転軸と前記ホルダの間の筒状の空間からなり、前記摺接部材に対して前記回転軸が延びる方向へ隣接して設けられた間隙部と、前記ポンプケーシングの外部と前記間隙部とを連通させており、前記摺接部材の状態を確認するための内視鏡を挿入可能な第１通路とを備えるポンプを提供する。

摺接部材に隣接して間隙部を設ける構成には、２以上の摺接部材を用いた水中軸受の場合、隣接した摺接部材間に設ける態様、及び両端に位置する摺接部材の外側に設ける態様（つまり水中軸受に隣接した態様）が含まれる。１個の摺接部材を用いた水中軸受の場合、水中軸受に隣接した態様になる。

第１通路を通して間隙部に内視鏡を挿入することで、間隙部に隣接した摺接部材の摩耗状態や損傷状態を点検できる。内視鏡は筒状の空間からなる間隙部に挿入されるため、ポンプが運転中であるか否、つまり回転軸が回転しているのか停止しているのかに拘わらず、点検を行うことができる。

本発明のポンプでは、最も重要な部品である水中軸受の状態を容易かつ確実に点検できる。

本発明の実施形態に係る立軸ポンプを示す断面図。 図１の一部を拡大した断面図。 図１の図２Ａとは異なる部分を拡大した断面図。 図２Ａ及び図２Ｂにおける間隙部の部分の断面図。 図１の導入部の構成を示す断面図。 図２Ａの一部を拡大した断面図。 縦軸ポンプの構成を示すブロック図。 第２実施形態の立軸ポンプの一部を拡大した断面図。 図７Ａのシール部材を伸張させた状態を示す断面図。 導入部の変形例を示す断面図。 導入部の他の変形例を示す断面図。

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、本発明の第１実施形態に係る立軸ポンプ（ポンプ）１０を示す。この図１に示すように、立軸ポンプ１０は、ポンプケーシング１５、回転軸２５、及び羽根車２７を備え、吸水槽１の上方を覆う据付床２に取り付けられ、吸水槽１に流入した雨水等の液体を下流側へ排出する。

ポンプケーシング１５は、筒状であり、直管状の揚水管１６と、揚水管１６の上端に接続された吐出管２０とを備える。ポンプケーシング１５は、据付床２に形成された取付孔２ａに上方から差し込まれ、据付床２に固定されている。

揚水管１６は、取付孔２ａから鉛直方向下向きに突出している。揚水管１６は、筒状の直管１７と、径方向外向きに膨出した楕円筒状のベーンケーシング１８と、上端から下端に向けて次第に拡開したベルマウス１９とを備える。直管１７、ベーンケーシング１８、及びベルマウス１９は、この順で上から下へ接合されている。

吐出管２０は、概ね９０度屈曲された曲がり管であり、据付床２から上方へ突出している。吐出管２０には、下流側の吐出槽に配管された送水管（図示せず）が機械的に接続される。吐出管２０と送水管の間には、流路を開閉可能な仕切弁（図示せず）が介設されていてもよい。

揚水管１６の上端には、ポンプケーシング１５を据付床２に固定するためのフランジ部２１が設けられている。但し、フランジ部２１は吐出管２０の下端側に設けられてもよい。吐出管２０の上部には、駆動部２８（図６参照）を取り付けるための台２２が設けられている。なお、駆動部２８には電動モータが用いられているが、内燃機関の１つであるディーゼル機関を用いてもよい。

回転軸２５は、吐出管２０を貫通して揚水管１６内に配置されている。揚水管１６内に位置する回転軸２５の下側部分（一部）は、揚水管１６の軸線に沿って上下方向に延びている。吐出管２０から外側へ突出した回転軸２５の上側部分は、台２２から突出し、駆動部２８に機械的に接続されている。吐出管２０における回転軸２５が貫通する部分は、軸封装置２６によって液密にシールされている。

羽根車２７は、回転軸２５のベーンケーシング１８内に位置する部分に取り付けられている。詳しくは、ベーンケーシング１８内には軸受ケーシング１８ａが設けられている。羽根車２７は、軸受ケーシング１８ａを貫通した回転軸２５の下端に取り付けられ、軸受ケーシング１８ａの下側に配置されている。

駆動部２８によって回転軸２５が回転されると、羽根車２７が回転軸２５と一体に回転する。これにより、吸水槽１内の水は、揚水管１６の下端の吸込口１９ａから吸引され、ポンプケーシング１５内の揚水路１５ａを通して下流側へ排出される。なお、ベーンケーシング１８内においては、ベーンケーシング１８と軸受ケーシング１８ａの間が揚水路１５ａを構成する。

揚水管１６内において回転軸２５は、水中軸受３０によって回転可能に支持されている。水中軸受３０の数は、揚水管１６の全長によって定められており、本実施形態では合計で２個用いられている。上側に位置する水中軸受３０は、直管１７内に配置されたホルダ３５内に配置されている。下側に位置する水中軸受３０は、軸受ケーシング１８ａ内に配置されたホルダ３６内に配置されている。

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、水中軸受３０は、回転軸２５に摺接する円筒状の摺接部材３４を備える。回転軸２５は、摺接部材３４が摺接する部分に円筒状のスリーブ２５ａを備える。摺接部材３４はセラミック又は熱伝導率が低い樹脂からなり、スリーブ２５ａは摺接部材３４よりも高硬度の材料からなる。

運転によって摺接部材３４が過度に摩耗したり部分的に損傷（割れ欠け）したりすると、回転軸２５に振れ回りが発生することで、ポンプケーシング１５が振動し、据付床２が劣化する。よって、立軸ポンプ１０においては、摺接部材３４の摩耗状態及び損傷状態を定期的に点検し、摩耗又は損傷が著しい場合には摺接部材３４を交換する必要がある。

そこで、本実施形態では、大型のポンプ１０を分解することなく、点検作業の簡易性及び信頼性を向上するために、工業用内視鏡（以下「内視鏡」と略す。）５０によって摺接部材３４の状態を画像で確認できるようにしている。

（内視鏡の挿入構造の概要）
図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、立軸ポンプ１０は、摺接部材３４に対して回転軸２５が延びる方向（軸方向）に隣接する間隙部４０と、ポンプケーシング１５の外部と間隙部４０とを連通させる通路（第１通路）４２とを備える。軸受監視装置は、通路４２に挿入可能な内視鏡５０を備える。

詳しくは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、水中軸受３０は、ホルダ３５，３６の内側に取り付けられたカバーケース３１、カバーケース３１の内側に取り付けられた一対のシェル３２、シェル３２の内側にそれぞれ取り付けられた一対の摺接部材３４を備える。

カバーケース３１は円筒状であり、上端にフランジ部３１ａを備え、下端に保持部３１ｂを備える。フランジ部３１ａは、円筒状の本体から径方向外向きに突出しており、ホルダ３５，３６に端面に配置される。保持部３１ｂは、円筒状の本体から径方向内向きに突出しており、シェル３２の下端を保持する。

シェル３２は、円筒状であり、摺接部材３４を個別にカバーケース３１に取り付ける。シェル３２は、振動抑制用の防振部材３３を介してカバーケース３１の内側に配置されている。シェル３２の一端には、防振部材３３を保持する保持片３２ａが設けられている。上段のシェル３２の保持片３２ａは下側に配置され、下段のシェル３２の保持片３２ａは上側に配置されている。

一対の摺接部材３４はそれぞれ、円筒状であり、回転軸２５の軸方向（上下）に間隔をあけて配置され、回転軸２５（スリーブ２５ａ）を回転可能に支持する。摺接部材３４の内面とスリーブ２５ａの外面との間には、回転軸２５を回転可能に支持できる範囲で可能な限り小さい隙間（図示せず）が確保されている。

ホルダ３５，３６は、回転軸２５を部分的に取り囲む円筒状の本体３５ａ，３６ａと、複数（本実施形態では３個）のリブ３５ｂ，３６ｂとを備える。リブ３５ｂ，３６ｂによって本体３５ａ，３６ａは、揚水管１６の軸線と同軸に配置されている。図２Ｂを参照すると、軸受ケーシング１８ａ側のホルダ３６には、スペーサ３７を介して水中軸受３０が配置されている。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、回転軸２５に沿った方向において、直管１７側のホルダ３５の全長は、軸受ケーシング１８ａ側のホルダ３６の全長よりも長い。これは、直管１７側のホルダ３５が受ける水圧は、ベーンケーシング１８側のホルダ３６が受ける水圧よりも大きく、回転軸２５の軸方向におけるリブ３５ｂの幅（強度）を確保する必要があるためである。ホルダ３５の下端部３５ｃと回転軸２５との間には、回転軸２５の回転を許容できる範囲で可能な限り小さい隙間Ｓが形成されている。

図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示すように、間隙部４０は、回転軸２５（スリーブ２５ａ）とホルダ３５，３６の間の円筒状の空間である。直管１７側のホルダ３５には、一対の摺接部材３４間及び水中軸受３０の下部に、間隙部４０が設けられている。ベーンケーシング１８側のホルダ３６には、一対の摺接部材３４間だけに間隙部４０が設けられている。

以下の説明では、直管１７側において、一対の摺接部材３４間に形成する空間を間隙部４０Ａと言い、水中軸受３０の下部に形成する空間を間隙部４０Ｂと言うことがある。また、ベーンケーシング１８側の一対の摺接部材３４間に形成する空間を間隙部４０Ｃと言うことがある。

一対の摺接部材３４に対して間隙部４０Ａ，４０Ｃは、回転軸２５の軸方向にそれぞれ隣接している。間隙部４０Ｂは、下段に位置する１個の摺接部材３４だけに隣接している。間隙部４０Ａ〜４０Ｃはそれぞれ、摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間に連通しており、液体、気体、及びこれらの混合体である流体が流動可能である。

通路４２は、ポンプケーシング１５の外部と間隙部４０とを連通させる孔である。通路４２の直径は内視鏡５０の直径よりも大きく、通路４２と内視鏡５０の間には空気（流体）の流動を許容する空間が確保されている。個々の間隙部４０に連通する個々の通路４２は、放射状に突出する複数のリブ３５ｂ，３６ｂのうちの１個に設けられている。以下の説明では、間隙部４０Ａに連通する孔を通路４２Ａと言い、間隙部４０Ｂに連通する孔を通路４２Ｂと言い、間隙部４０Ｃに連通する孔を通路４２Ｃと言うことがある。

直管１７に形成する通路４２Ａ，４２Ｂは、ホルダ３５の本体３５ａとリブ３５ｂ、及び直管１７を貫通している。通路４２Ａと通路４２Ｂとは、異なるリブ３５ｂに形成されているが、同じリブ３５ｂに形成されてもよい。ベーンケーシング１８に形成する通路４２Ｃは、ホルダ３６の本体３６ａとリブ３６ｂ、軸受ケーシング１８ａ、リブ１８ｂ、及びベーンケーシング１８を貫通している。そのうち、リブ３６ｂ，１８ｂは、軸受ケーシング１８ａを介して一体構造となるように面状に連なっている。カバーケース３１には、間隙部４０Ａ，４０Ｃと通路４２Ａ，４２Ｃに連通する連通孔３１ｃが設けられている。

図３を参照すると、リブ３５ｂ，３６ｂは、円環状の間隙部４０に対して接する方向へ、本体３５ａ，３５ｂから突出している。間隙部４０に隣接した本体３５ａ，３６ａに形成される通路４２の端部４２ａは、回転軸２５の軸方向から見て、スリーブ２５ａ（回転軸２５）に接する線（つまり接線）Ｔに沿って延びている。

ここで、接線Ｔに沿って延びるとは、接線Ｔに対して平行に延びる構成は勿論、接線Ｔに対して４５度未満、好ましくは３０度未満で傾いた角度範囲αの線（直線及び曲線）が含まれる。傾斜角度が上記角度範囲以外の場合、不慣れな作業者が内視鏡５０を操作した際、通路４２に沿って間隙部４０内に挿入した内視鏡５０が、スリーブ２５ａに衝突して破損する虞がある。このような不都合を防ぐために、接線Ｔに対して端部４２ａは、上記定められた範囲に設けることが好ましい。

図１を参照すると、直管１７側の通路４２Ａ，４２Ｂは、前述のようにホルダ３５、リブ３５ｂ、及び直管１７を貫通して設けられている。つまり、通路４２Ａ，４２Ｂは、本体３５ａに形成された端部４２ａ、リブ３５ｂに形成された第１部分４２ｂ、及び直管１７に形成された接続部１７ａを備える。リブ３５ｂは回転軸２５に対して直交方向に延びている。よって、端部４２ａと第１部分４２ｂは直線状に延びている。接続部１７ａは通路４２Ａの入口を構成する孔を備えている。

ベーンケーシング１８側の通路４２Ｃは、前述のようにホルダ３６、リブ３６ｂ、軸受ケーシング１８ａ、リブ１８ｂ、及びベーンケーシング１８を貫通して設けられている。つまり、通路４２Ｃは、本体３６ａに形成された端部４２ａ、リブ３６ｂに形成された第１部分４２ｂ、軸受ケーシング１８ａを含むリブ１８ｂに形成された第２部分４２ｃ、及びベーンケーシング１８に形成された接続部１８ｃを備える。リブ３６ｂ，１８ｂは、ベーンケーシング１８の径方向の内側から外側へ向かうに従って上向きに傾斜している。第１部分４２ｂと第２部分４２ｃは、互い直線状に延び、端部４２ａに対してリブ３６ｂ，１８ｂと同じ向きに傾斜している。接続部１８ｃは通路４２Ｃの入口を構成する孔を備えている。なお、ホルダ３６の内側に位置するスペーサ３７には、間隙部４０Ｃ及び通路４２Ｃを連通させる連通孔３７ａが設けられている。

引き続いて図１を参照すると、ポンプケーシング１５の外側には、個々の通路４２に対応する外部配管４５がそれぞれ配置されている。外部配管４５の下端は接続部１７ａ，１８ｃにそれぞれ接続され、外部配管４５の上端は据付床２の上側に配置されている。この外部配管４５の上端には、内視鏡５０の挿入及び流体（空気）の供給を行うための導入部４６が設けられている。

図４に示すように、導入部４６は、外部配管４５に接続された直管部４６ａと、直管部４６ａから分岐した分岐管部４６ｃとを備える。直管部４６ａは、外部配管４５に対して同軸に接続されている。分岐管部４６ｃは、直管部４６ａに分岐接続された第１曲部４６ｄと、第１曲部４６ｄの下端に接続された第１垂直部４６ｅと、第１垂直管１７の下端に接続された第２曲部４６ｆと、第２曲部４６ｆの上端に接続された第２垂直部４６ｇとを備える。第１曲部４６ｄは、第１垂直部４６ｅと直管部４６ａを連通させる扇形状の曲がり管である。第１垂直部４６ｅと第２垂直部４６ｇは鉛直方向に延びる直管である。第２曲部４６ｆは、第１垂直部４６ｅの下端と第２垂直部４６ｇの下端を連通させる半円環状の曲がり管である。

分岐管部４６ｃの端である第１導入口４６ｈには内視鏡５０が挿入される。直管部４６ａの端である第２導入口４６ｂには給気装置５３が接続される。分岐管部４６ｃ内には、所定の比重の液体（水）が貯留されている。垂直部４６ｅ，４６ｇの全高は、貯留した液体による水頭圧によって、第２導入口４６ｂから注入した所定圧力の空気の漏れを防ぐことが可能な長さに設定されている。

内視鏡５０は、延在する軸線を中心として希望の方向に変形可能なユニバーサルコードを備える。内視鏡５０は、ユニバーサルコードの先端に対物レンズ５０ａを備え、撮像した画像を制御装置７０（図６参照）に出力する。なお、内視鏡５０の画像スコープの長さ方向に目印を付加し、この印に基づいて透明度が無い汚水中でも水中軸受３０にアクセス可能とすることが好ましい。

図４を参照すると、給気装置（第１供給手段）５３は、所定圧力の圧搾空気を供給するコンプレッサ５４、所定圧力の空気を貯留可能なアキュムレータ５５、及び逆止弁５６を備える。コンプレッサ５４及びアキュムレータ５５によって、外部配管４５及び通路４２を通して間隙部４０へ所定圧力の空気を供給する。逆止弁５６は、アキュムレータ５５から外部配管４５に向けた空気の流れを許容し、逆向きの流れを阻止する。

第１導入口４６ｈから挿入した内視鏡５０は、外部配管４５及び通路４２を通して間隙部４０内に案内され、摺接部材３４の摩耗状態及び損傷状態を撮像する。

具体的には、間隙部４０Ａに対して内視鏡５０は、外部配管４５、通路４２Ａを通して案内される。間隙部４０Ｂに対して内視鏡５０は、外部配管４５、通路４２Ｂを通して案内される。図３に示すように、間隙部４０Ａ，４０Ｂ内では、内視鏡５０は、ホルダ３５の内周面の内周面に沿って案内され、回転軸２５周りに移動される。

間隙部４０Ｃに対して内視鏡５０は、外部配管４５、通路４２Ｃを通して案内される。間隙部４０Ｃ内では、内視鏡５０は、スペーサ３７（ホルダ３６）の内周面に沿って案内され、回転軸２５周りに移動される。

間隙部４０Ａ，４０Ｃ内では、上段の摺接部材３４の下側部分と下段の摺接部材３４の上側部分とを撮像し、点検できる。間隙部４０Ｂ内では、下段の摺接部材３４の下側部分を撮像し、点検できる。

給気装置５３によって間隙部４０に空気を供給することで、間隙部４０を画定するホルダ３５，３６の内壁、摺接部材３４の軸方向の端面、及び回転軸２５と摺接部材３４の間の汚れを除去し、洗浄できる。つまり、給気装置５３は、第１の洗浄装置の機能を兼ね備える。これにより、内視鏡５０によって摺接部材３４の状態を鮮明に確認できる。また、揚水に含まれた微細な異物（塵埃等）による摺接部材３４のアブレシブ摩耗を抑制し、摺接部材３４を長寿命化できる。

直管１７側のホルダ３５では、必要に応じて２個の間隙部４０Ａ，４０Ｂのうちのいずれかに選択的に空気を供給する。これにより、ホルダ３５内を効率的に洗浄できるため、利便性及び洗浄性を向上できる。

（第２の給気装置の概要）
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、水中軸受３０の上側には、スリーブ２５ａと摺接部材３４の間の隙間への異物の侵入を抑制するための収容部６０が設けられている。図１に示すように、収容部６０には第２の洗浄装置の機能を兼ね備える給気装置６７が接続されている。給気装置６７は、ポンプケーシング１５の外部と収容部６０とを連通させる通路（第２通路）６５に接続されている。

図５は直管１７側のホルダ３５の上側に配置した収容部６０を示す。ベーンケーシング１８のホルダ３６の上部に配置する収容部６０も同様に形成されている。図５に示すように、収容部６０は、水中軸受３０に隣接して設けられ、摺接部材３４と回転軸２５の間の隙間を通して間隙部４０に連通するとともに、ポンプケーシング１５内の揚水路１５ａに連通している。収容部６０は、カバーケース３１のフランジ部３１ａに取り付けられた受け部６１と、回転軸２５に取り付けられたカバー６２とを備える。

受け部６１は、円環状の底壁部６１ａと、底壁部６１ａの外周から突出した円筒状の外周部６１ｂとを備え、外周部６１ｂの上端を開口６１ｃとした受皿状（有底円筒状）である。底壁部６１ａの内周部とスリーブ２５ａの外周面との間には、水が流動可能な隙間を有する。

カバー６２は、外周部６１ｂを取り囲む円筒状の外周部６２ａと、外周部６２ａの上端を覆う円環状の天壁部６２ｂとを備え、外周部６２ａの下端を開口６２ｃとした蓋体である。カバー６２の外周部６２ａと受け部６１の外周部６１ｂとの間には、水が流動可能な隙間を有する。

カバー６２の外嵌によって受け部６１の開口６１ｃが塞がれている。回転軸２５の駆動によって、カバー６２は回転軸２５と一体に回転し、受け部６１は静止状態に維持される。つまり、受け部６１に対してカバー６２は相対的に回転する。

カバー６２の外周部６２ａの下端、及び受け部６１の外周部６１ｂの下端には、揚水に含まれる異物の侵入を抑制するスリンガ６３がそれぞれ配置されている。カバー６２の外周部６２ａの内面には、水の流動を抑制するラビリンス６４が設けられている。ラビリンス６４は、環状の溝を軸方向に並設した構成であり、受け部６１の外周部６１ｂと対向する部分に設けられている。なお、ラビリンス６４は、受け部６１の外周部６１ｂに設けてもよいし、両方の外周部６１ｂ，６２ａに設けてもよい。

通路６５は、ポンプケーシング１５の外部と収容部６０内とを連通させる孔である。通路４２と同様に、通路６５は、複数のリブ３５ｂ，３６ｂのうち、１個に設けられ、残りには設けられていない。図２Ａに示す直管１７側の通路６５Ａは、通路４２Ａを形成したリブ３５ｂに形成されている。図２Ｂに示すベーンケーシング１８側の通路６５Ｂは、通路４２Ｃを形成したリブ３６ｂとは異なるリブ３６ｂに形成されている。但し、通路６５Ａ，６５Ｂを形成するリブ３５ｂ，３６ｂは、必要に応じて変更が可能である。

直管１７側の通路６５Ａは、通路４２Ａと同様に、ホルダ３５、リブ３５ｂ、及び直管１７を貫通している。ベーンケーシング１８側の通路６５Ｂは、通路４２Ｃと同様に、ホルダ３６、リブ３６ｂ、軸受ケーシング１８ａ、リブ１８ｂ、及びベーンケーシング１８を貫通している。

収容部６０側に位置する通路６５Ａ，６５Ｂの端部６５ａはそれぞれ、回転軸２５に沿って上向きに延びている。端部６５ａと連通するように、カバーケース３１のフランジ部３１ａと受け部６１の底壁部６１ａには、連通孔３１ｄ，６１ｄがそれぞれ設けられている。

図１を参照すると、ポンプケーシング１５の外側には、２本の外部配管６６が配置されている。一方の外部配管６６の下端は通路６５Ａに接続され、他方の外部配管６６の下端は通路６５Ｂに接続されている。２本の外部配管６６の上端はそれぞれ給気装置６７に接続されている。

給気装置（第２供給手段）６７は、図４に示す給気装置５３と同様に、所定圧力の圧搾空気を供給するコンプレッサ、所定圧力の空気を貯留可能なアキュムレータ、及び逆止弁を備える。

収容部６０にはスリンガ６３及びラビリンス６４が設けられているが、ポンプ１０の運転中に揚水路１５ａから収容部６０へ揚水の一部が流入することは不可避である。収容部６０内に流入した揚水の一部は、摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間へ流れる。但し、揚水に含まれた異物は、収容部６０内に貯まる水によって分離される。このように、摺接部材３４とスリーブ２５ａの間への異物の侵入を抑制できるため、摺接部材３４のアブレシブ摩耗を抑制し、摺接部材３４を長寿命化できる。

給気装置６７によって通路６５に空気を供給することで、収容部６０内、回転軸２５と摺接部材３４の間の隙間、及び間隙部４０内の汚れを除去し、残存していた汚水を空気に置換できる。これにより、摺接部材３４の状態を鮮明に確認できる。なお、収容部６０内及び水中軸受３０内に残存していた汚水は、ホルダ３５，３６の下端から揚水路１５ａへ排出される。

次に、給気装置５３，６７による空気の流れについて、具体的に説明する。

間隙部４０Ａに供給された空気は上下に分流する。上向きに流れる空気は、上段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間、収容部６０内、及び受け部６１とカバー６２の間の隙間の順で通過し、揚水路１５ａ内へ排出される。下向きに流れる空気は、下段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間、間隙部４０Ｂ内、及び回転軸２５とホルダ３５の間の隙間Ｓの順で通過し、揚水路１５ａ内へ排出される。間隙部４０Ｃに供給された空気は、下向きに流れる空気が下段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間を通過すると、揚水路１５ａ内へ直ぐに排出される点でのみ、間隙部４０Ａの場合と相違する。

間隙部４０Ｂに供給された空気の大部分は、下段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間、間隙部４０Ａ、上段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間、収容部６０内、及び受け部６１とカバー６２の間の隙間の順で通過し、揚水路１５ａ内へ排出される。供給された空気の一部は、回転軸２５とホルダ３５の隙間Ｓを通って揚水路１５ａ内へ排出される。

収容部６０内に供給された空気の大部分は、上段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間、間隙部４０Ａ、下段の摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間、間隙部４０Ｂ、及び回転軸２５とホルダ３５の隙間Ｓの順で通過し、揚水路１５ａ内へ排出される。供給された空気の一部は、受け部６１とカバー６２の間の隙間を通って揚水路１５ａ内へ排出される。

空気の流れが相殺されることを防止するために、直管１７側では、間隙部４０Ａ、間隙部４０Ｂ、及び収容部６０への給気は、同時に行わない方が好ましい。また、ベーンケーシング１８側では、間隙部４０Ｃ及び収容部６０への給気は、同時に行わない方が好ましい。

（システムの概要）
図６に示すように、立軸ポンプ１０は、駆動部２８、内視鏡５０、及び合計で５つの給気装置（コンプレッサ）５３，６７に電気的に接続された制御装置７０を備える。制御装置７０には、パーソナルコンピュータを用いることができる。制御装置７０には更に、立軸ポンプ１０の運転状態等を表示するモニタ７１が電気的に接続されている。

制御装置７０は、吸水槽１内の水位又はオペレータの指示に従って駆動部２８を駆動する。点検時には、内視鏡５０によって撮像した画像をモニタ７１に表示するとともに、オペレータの指示に従って給気装置５３，６７を駆動する。これにより、水中軸受３０の点検作業を容易かつ確実に行うことができる。

制御装置７０には更に、流量計７２と差圧計７３が電気的に接続されている。図４を参照すると、流量計７２は、給気装置５３のアキュムレータ５５と逆止弁５６の間に介設されている。給気装置６７にも流量計７２を設けてもよい。差圧計７３の一端は、アキュムレータ５５と流量計７２の間に接続されている。図１を参照すると、差圧計７３の他端は、吐出管２０内に接続されている。

磨耗によって摺接部材３４とスリーブ２５ａの間の隙間が拡大すると、これらの隙間を通過する空気流量が増加する。制御装置７０は、流量計７２により検出された空気流量と、差圧計７３により検出された差圧と、定められた閾値とに基づいて、摺接部材３４の摩耗状態を判断する監視装置としての機能を兼ね備えている。また、制御装置７０は、摺接部材３４の摩耗が許容値を超えたと判断すると、交換を促すメッセージをモニタ７１に表示させる。

このように構成した本実施形態の立軸ポンプ１０は、以下の特徴を有する。

通路４２を通して間隙部４０に内視鏡５０を挿入することで、間隙部４０に隣接した摺接部材３４の摩耗状態や損傷状態を点検できる。内視鏡５０は筒状の空間からなる間隙部４０に挿入されるため、ポンプ１０が運転中であるか否、つまり回転軸２５が回転しているのか停止しているのかに拘わらず、点検を行うことができる。

通路４２は、ポンプケーシング１５、リブ３５ｂ，３６ｂ、及びホルダ３５，３６を貫通して設けられ、通路４２の端部４２ａは、回転軸２５に接する線Ｔに沿って延びている。よって、内視鏡５０の操作が不慣れな作業者であっても、ホルダ３５，３６の内面に沿って内視鏡５０を回転軸２５周りに移動でき、摺接部材３４全体を容易かつ確実に点検できる。

通路４２を通して間隙部４０に空気を供給する給気装置５３を備える。これにより、間隙部４０を画定するホルダ３５，３６の内周面、摺接部材３４の端面、及び回転軸２５と摺接部材３４の間の汚れを除去し、残存していた汚水を空気に置換できる。よって、摺接部材３４の状態を鮮明に確認できるため、点検による判断の簡易性及び信頼性を向上できる。また、揚水に含まれた微細な異物による摺接部材３４のアブレシブ摩耗を抑制し、摺接部材３４を長寿命化できる。

通路４２に連通する外部配管４５に接続された導入部４６に、内視鏡５０が挿入される第１導入口４６ｈと、給気装置５３が接続される第２導入口４６ｂとが設けられている。よって、通路４２を通して間隙部４０に内視鏡５０と空気を確実に導入できる。

水中軸受３０の上側に収容部６０が隣接して設けられている。ポンプ１０の運転中には、揚水の一部が揚水路１５ａから収容部６０を通って摺接部材３４と回転軸２５の間の隙間へ流れるが、揚水に含まれる微細な異物は、収容部６０内に一時的に貯まる水によって分離される。よって、摺接部材３４と回転軸２５の間への異物の流入を抑制できるため、この点でも摺接部材３４のアブレシブ摩耗を抑制し、摺接部材３４を長寿命化できる。

収容部６０内とポンプケーシング１５の外部とを連通させる通路６５と、空気を供給する給気装置６７とを備える。これにより、収容部６０内、回転軸２５と摺接部材３４の間の隙間、及び間隙部４０内の汚れを除去し、残存していた汚水を空気に置換できる。よって、摺接部材３４の状態を鮮明に確認できるため、点検による判断の簡易性及び信頼性を向上できる。

直管１７側のホルダ３５には３つの給気装置５３，６７が接続され、これらを必要に応じて選択的に使用することで、ホルダ３５内を効率的に洗浄できるため、利便性及び洗浄性を向上できる。流量計７２と差圧計７３の検出結果に基づいて水中軸受３０の摩耗状態を判断する機能を備えているため、作業者による画像診断、及び制御装置７０による自動診断を同時に実施できる。よって、点検に関する利便性及び信頼性を向上できる。

（第２実施形態）
図７Ａ及び図７Ｂは第２実施形態の立軸ポンプ１０の一部を示す。この第２実施形態では、カバー６２の開口６２ｃをシールする伸縮式のシール部材７６を配置した点で、第１実施形態と相違する。なお、図７Ａ及び図７Ｂでは、直管１７側の収容部６０のみを図示しているが、ベーンケーシング１８側の収容部６０にも同様に形成されている。

カバー６２と対向するホルダ３５には、外周部６２ａの下端と対応する位置に、円環状に窪む凹部７５が設けられている。この凹部７５内には、可撓性を有する材料によって形成された伸縮可能な円環状のシール部材７６が配置されている。シール部材７６は、内筒部７６ａ、外筒部７６ｂ、上壁部７６ｃ、及び下壁部７６ｄを備える。

内筒部７６ａと外筒部７６ｂは、波状の凹凸を繰り返す蛇腹状の円筒体である。内筒部７６ａにおける最小部分の直径は、外周部６２ａの内径よりも大きい。外筒部７６ｂにおける最大部分の直径は、外周部６２ａの外径よりも小さい。上壁部７６ｃは、内筒部７６ａの上端と外筒部７６ｂの上端とに連なる円環状の板体である。下壁部７６ｄは、内筒部７６ａの下端と外筒部７６ｂの下端とに連なる円環状の板体である。下壁部７６ｄには、通路７８に連通する通気孔（図示せず）が設けられている。

ホルダ３５の複数のリブ３５ｂのうちの１個には、ポンプケーシング１５の外部とシール部材７６内とを連通させる通路（第３通路）７８が設けられている。通路６５と同様に、通路７８は、複数のリブ３５ａのうち、１個に設けられ、残りには設けられていない。本実施形態の通路７８は、通路６５を形成したリブ３５ａに形成されているが、異なるリブ３５ａに形成されてもよい。通路７８は、ホルダ３５の本体３５ａとリブ３５ｂ、及び直管１７を貫通している。シール部材７６側に位置する通路７８の端部７８ａは、下壁部７６ｄの通気孔に連通している。

ポンプケーシング１５の外側には、いずれも図示しない外部配管と給気装置（第３供給手段）とが配置されている。外部配管の下端は通路７８に接続され、外部配管の上端は給気装置に接続されている。給気装置は、図４に示す給気装置５３と同様に、所定圧力の圧搾空気を供給するコンプレッサ、所定圧力の空気を貯留可能なアキュムレータ、及び逆止弁を備える。

給気装置によって通路７８に空気を供給することで、シール部材７６内に空気を充満させ、カバー６２の外周部６２ａの下端に向けてシール部材７６を伸張できる。外部配管は切換弁を備え、シール部材７６内の空気が排出されることで、カバー６２の外周部６２ａから離反するようにシール部材７６を収縮できる。

回転軸２５の回転を停止した状態で、シール部材７６の上壁部７６ｃを外周部６２ａの下端に圧接してシールすることで、受け部６１とカバー６２の間からの空気の漏れを防止する。この状態で、給気装置６７（図６参照）を駆動することにより、スリーブ２５ａと摺接部材３４の間及び間隙部４０を通して、収容部６０内の汚水をホルダ３５の下端から効率的に排出できる。よって、残存していた汚水を空気に効率的に置換できるとともに、収容部６０、摺接部材３４と回転軸２５の間の隙間、及び間隙部４０を効率的に洗浄できる。

（導入部の変形例）
図８及び図９は導入部４６の変形例を示す。図４に示す導入部４６の代わりに図８又は図９に示す導入部４６を用いても、第１実施形態と同様に、通路４２を通して間隙部４０に空気と内視鏡５０を確実に導入できる。

図８の変形例では、導入部４６は、有底筒状の容器８０と、円筒状の内筒８１と、接続パイプ８２とを備える。

容器８０は、底壁８０ａと、底壁８０ａの外周部から立ち上がった筒状の外周壁８０ｂとを備える。外周壁８０ｂの上端開口８０ｃが、内視鏡５０を導入する第１導入口を構成する。

内筒８１は、両端を開口したパイプであり、下端開口８１ａが容器８０内に配置され、上端開口８１ｂが容器８０から上方へ突出している。この上端開口８１ｂが、給気装置５３に接続される第２導入口を構成する。

接続パイプ８２は、両端を開口したパイプであり、上端開口８２ａが内筒８１内に配置され、下端の接続口８２ｂが底壁８０ａを貫通して容器８０の外側へ突出している。接続口８２ｂに図１に示す外部配管４５が接続される。

容器８０内には所定の比重の液体（水）が貯留されている。液体は、下端開口８１ａによって連通した内筒８１内にも流入している。外周壁８０ｂの全高は、貯留した液体による水頭圧によって、上端開口８１ｂから注入した所定圧力の空気の漏れを防ぐことが可能な寸法に設定されている。

内視鏡５０は、容器８０の上端開口８０ｃから挿入され、下端開口８１ａから内筒８１内の導入された後、上端開口８２ａから接続パイプ８２内に導入される。これにより、図１に示す外部配管４５及び通路４２を通して間隙部４０に内視鏡５０を挿入できる。

給気装置５３によって内筒８１内に供給された空気は、容器８０内の液体によって内筒８１の下端開口８１ａから容器８０内への流出が阻止される。そのため、空気は、内筒８１内の上端開口８２ａから接続パイプ８２内に流入し、図１に示す外部配管４５及び通路４２を通して間隙部４０に供給される。

図９の変形例では、導入部４６は、四つ又パイプによって構成されている。詳しくは、導入部４６は、図１に示す外部配管４５に接続される接続管部８５ａ、内視鏡５０を挿入する第１導入管部８５ｂ、空気が導入される第２導入管部８５ｃ、及び水が導入される第３導入管部８５ｄを備える。

第１導入管部８５ｂには、内視鏡５０の外周面に圧接されるパッキン８６が取り付けられている。第２導入管部８５ｃには、給気装置５３が接続されている。第３導入管部８５ｄには、水を供給する給水装置８７が接続されている。

第１導入管部８５ｂに挿入した内視鏡５０は、接続管部８５ａ、並びに図１に示す外部配管４５及び通路４２を通して間隙部４０に案内される。

給気装置５３によって第２導入管部８５ｃに供給された空気は、接続管部８５ａ、並びに図１に示す外部配管４５及び通路４２を通して間隙部４０に案内される。

給気装置５３によって第２導入管部８５Ｃに空気を供給するとともに、給水装置８７によって第３導入管部８５ｄに水を供給することで、接続管部８５ａ、並びに図１に示す外部配管４５及び通路４２を通して、所定圧力の水を間隙部４０に供給できる。これにより、水中軸受内、ホルダ内、及び収容部内に残存していた汚水を水に置換できる。なお、間隙部４０内の透明度が３０％以上になるまで、給水装置８７によって水を供給することが好ましい。

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、水中軸受３０に用いる摺接部材３４の数は、１個のみとしてもよいし、３個以上としてもよい。第１実施形態においては、通路６５及び給気装置６７を設けなくてもよい。第２実施形態においては、カバー６２の外周部６２ａが対向する部分が水中軸受３０である場合、シール部材７６を水中軸受３０に配置することが好ましい。

内視鏡５０を挿入するための間隙部４０及び通路４２を設ける構成は、立軸ポンプ１０に限られず、水平方向に延びるように回転軸を配置した横軸ポンプに適用してもよい。

１…吸水槽
２…据付床
２ａ…取付孔
１０…立軸ポンプ（ポンプ）
１５…ポンプケーシング
１５ａ…揚水路
１６…揚水管
１７…直管
１７ａ…接続部
１８…ベーンケーシング
１８ａ…軸受ケーシング
１８ｂ…リブ
１８ｃ…接続部
１９…ベルマウス
１９ａ…吸込口
２０…吐出管
２１…フランジ部
２２…台
２５…回転軸
２５ａ…スリーブ
２６…軸封装置
２７…羽根車
２８…駆動部
３０…水中軸受
３１…カバーケース
３１ａ…フランジ部
３１ｂ…保持部
３１ｃ…連通孔
３１ｄ…連通孔
３２…シェル
３２ａ…保持片
３３…防振部材
３４…摺接部材
３５…ホルダ
３５ａ…本体
３５ｂ…リブ
３５ｃ…下端部
３６…ホルダ
３６ａ…本体
３６ｂ…リブ
３７…スペーサ
３７ａ…連通孔
４０，４０Ａ〜４０Ｃ…間隙部
４２，４２Ａ〜４２Ｃ…通路（第１通路）
４２ａ…端部
４２ｂ…第１部分
４２ｃ…第２部分
４５…外部配管
４６…導入部
４６ａ…直管部
４６ｂ…第２導入口
４６ｃ…分岐管部
４６ｄ…第１曲部
４６ｅ…第１垂直部
４６ｆ…第２曲部
４６ｇ…第２垂直部
４６ｈ…第１導入口
５０…内視鏡
５０ａ…対物レンズ
５３…給気装置（第１供給手段）
５４…コンプレッサ
５５…アキュムレータ
５６…逆止弁
６０…収容部
６１…受け部
６１ａ…底壁部
６１ｂ…外周部
６１ｃ…開口
６１ｄ…連通孔
６２…カバー
６２ａ…外周部
６２ｂ…天壁部
６２ｃ…開口
６３…スリンガ
６４…ラビリンス
６５，６５Ａ，６５Ｂ…通路（第２通路）
６５ａ…端部
６６…外部配管
６７…給気装置（第２供給手段）
７０…制御装置
７１…モニタ
７２…流量計
７３…差圧計
７５…凹部
７６…シール部材
７６ａ…内筒部
７６ｂ…外筒部
７６ｃ…上壁部
７６ｄ…下壁部
７８…通路
７８ａ…端部
８０…容器
８０ａ…底壁
８０ｂ…外周壁
８０ｃ…上端開口
８１…内筒
８１ａ…下端開口
８１ｂ…上端開口
８２…接続パイプ
８２ａ…上端開口
８２ｂ…接続口
８５ａ…接続管部
８５ｂ…第１導入管部
８５ｃ…第２導入管部
８５ｄ…第３導入管部
８６…パッキン
８７…給水装置

Claims (6)

1. 筒状のポンプケーシングと、
   前記ポンプケーシング内に一部が配置された回転軸と、
   前記ポンプケーシング内にリブを介して配置され、前記回転軸を部分的に取り囲む筒状のホルダと、
   前記ホルダの内側に配置され、前記回転軸を回転可能に支持する摺接部材を有する水中軸受と、
   前記回転軸と前記ホルダの間の筒状の空間からなり、前記摺接部材に対して前記回転軸が延びる方向へ隣接して設けられた間隙部と、
   前記ポンプケーシングの外部と前記間隙部とを連通させており、前記摺接部材の状態を確認するための内視鏡を挿入可能な第１通路と
   を備えるポンプ。
2. 前記第１通路は、前記ポンプケーシング、前記リブ、及び前記ホルダを貫通して設けられ、
   前記第１通路の少なくとも前記間隙部側の端部は、前記回転軸に接する線に沿って延びている、請求項１に記載のポンプ。
3. 前記第１通路を通して前記間隙部に流体を供給する第１供給手段を備える、請求項１又は２に記載のポンプ。
4. 前記ポンプケーシングの外側に配置され、前記第１通路に一端が接続された配管と、
   前記配管の他端に設けられ、前記内視鏡が挿入される第１導入口と、前記第１供給手段が接続される第２導入口とを有する導入部と
   を備える、請求項３に記載のポンプ。
5. 前記回転軸は上下方向に延びるように配置され、前記間隙部は前記摺接部材の下側に設けられており、
   前記水中軸受の上側に隣接して設けられ、前記摺接部材と前記回転軸の間の隙間を通して前記間隙部に連通するとともに前記ポンプケーシング内の揚水路に連通する収容部と、
   前記ポンプケーシングの外部と前記収容部内とを連通させる第２通路と、
   前記第２通路を通して前記収容部内へ流体を供給する第２供給手段と
   を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載のポンプ。
6. 前記収容部は、前記間隙部に連通する受皿状で上端開口の受け部と、前記受け部の上端開口を塞ぐ下端開口のカバーとを備え、
   前記カバーと対向する前記ホルダ又は前記水中軸受の上端には、前記下端開口をシール可能な伸縮式のシール部材が配置されている、請求項５に記載のポンプ。

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