JP2023051138A - コラム型水中ポンプ、及び、チェーン保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】吊り下げチェーンの係止位置を適正にしながら、水中ポンプの設置性を向上させる。
【解決手段】コラム型水中ポンプ１は、第１コラム２１と、水中ポンプ３と、第２コラム２２と、管路（コラム２）内において水中ポンプに連結された吊り下げチェーン４と、第２コラム２２とは別体の保持具５であって、第２コラム内に設けられた保持具と、を備え、保持具は、第１コラムの上端部に固定される脚部５１と、吊り下げチェーンの上端が係止される係止部５３が設けられた本体部５２と、を有し、脚部は、第１コラムの上端部から上方へ向かって延びており、本体部は、脚部の上端部に連続すると共に、第２コラムの径方向に延びており、係止部は、第２コラム内において、吐出口２４よりも上方に位置している。
【選択図】図１

Description

ここに開示する技術は、コラム型水中ポンプ、及び、チェーン保持具に関する。

特許文献１には、コラム型水中ポンプが開示されている。コラム型水中ポンプは、取水槽の上壁に対して垂直に設置された円筒状のコラムと、コラムの下端部に設置された水中ポンプとを備えている。コラムは、管路を構成する。特許文献１に記載されているコラム型水中ポンプでは、コラムが、円筒状の第１コラムと、円筒状の第２コラムと、蓋と、から構成されている。第１コラムは、取水槽の上壁から垂下状に設置されている。第２コラムは、取水槽の上壁の上側に設置されかつ、第１コラムに連通する。第２コラムの周面には、吐出口が、径方向の外方へ突出するように設けられている。吐出口には、排水管が接続される。蓋は、第２コラムの上端開口を塞ぐ。

水中ポンプが運転をすると、取水槽内の水が水中ポンプによって取水されると共に、水中ポンプから吐出された揚水は、第１コラムから第２コラムへ垂直方向に流れる。そして、第２コラムにおいて流れ方向が垂直方向から水平方向へ変換されて、揚水は、吐出口に接続された排水管へ排出される。

水中ポンプには、水中ポンプの据え付けや引き上げに利用される吊り下げチェーンが連結されている。特許文献１のコラム型水中ポンプにおいて、吊り下げチェーンの上端は、第２コラムと蓋との間に配設されたチェーン支持棒に係止されている。

より詳細に、特許文献１のコラム型水中ポンプでは、第２コラムの上端部に設けられたフランジ部の上面に、環状の中間フランジ板を介して蓋が装着されており、中間フランジ板に形成された、径方向に対向する切欠溝間にわたって、チェーン支持棒が配置されている。そして、そのチェーン支持棒の中心部付近に係止部が取り付けられており、吊り下げチェーンの上端は、その係止部に係止されている。

この構成によると、チェーン支持棒が、第２コラムの吐出口よりも上方に位置してコラム内の主流から位置がずれていると共に、係止部が、コラム内の径方向の中心部に位置している。このため、吊り下げチェーンが、コラムの中心軸に沿うように略垂直に配設されて、吊り下げチェーンの弛みを極小にすることができる。特許文献１に記載されたコラム型水中ポンプでは、吊り下げチェーンの係止位置を適正な位置にしているため、水中ポンプの運転中に、水流に起因する吊り下げチェーンの振動が抑制でき、水中ポンプのケーブルや第２コラムの内周面が傷ついたり、突発的なテンションによって吊り下げチェーン自体が損傷したりすることを有効に防止できる。

特開２００４－１９６５２５号公報

ところで、こうしたコラム型水中ポンプは、従来、陸上型ポンプが設置されていたポンプ場に、陸上型ポンプに代えて設置される場合がある。このような場合に、もともと、コラム型水中ポンプの設置が想定されていないポンプ場の建屋では、水中ポンプをコラム内に設置する際に、十分な高さが確保できず、設置作業に支障を来す場合がある。

図６は、水中ポンプをコラムに設置する状態を例示している。特許文献１に記載されたコラム型水中ポンプ１０は、吊り下げチェーンが係止されるチェーン支持棒２０が、第２コラム２２の上部に固定される。水中ポンプ３を第１コラム２１に設置した後、水中ポンプ３に連結されている吊り下げチェーンの上端をチェーン支持棒２０に係止させるためには、水中ポンプ３を第１コラム２１に設置する際に、第２コラム２２を第１コラム２１に予め接続させておかなければならない。そのため、図６に示すように、取水槽９の上壁９１の上側に、第２コラム２２が上方に突出して設けられた状態で、水中ポンプ３を、第１コラム２１内へ設置しなければならない。ここで、図６の破線は、例えば水中ポンプ３の設置に使用するクレーンの最下端の位置を示している。第２コラム２２が、上壁９１からＨ２の高さ分だけ上方に突出しているため、第２コラム２２からクレーンの最下端までの距離Ｈ１を、水中ポンプ３の全高に対して十分に長く確保することは難しい。

つまり、特許文献１に記載されたコラム型水中ポンプ１０は、チェーン支持棒２０を使って吊り下げチェーンの係止位置を適正にして吊り下げチェーンの振動の抑制等が可能になる一方で、水中ポンプ３の設置性が低いという課題を有している。

ここに開示する技術は、コラム型水中ポンプにおいて、吊り下げチェーンの係止位置を適正にしながら、水中ポンプの設置性を向上させる。

ここに開示する技術は、コラム型水中ポンプに係る。このコラム型水中ポンプは、垂直に配設された管状の第１コラムと、前記第１コラム内の下端に設置された水中ポンプと、前記第１コラムの上端部に着脱可能に接続されて前記第１コラムと共に管路を構成すると共に、前記水平方向に開口する吐出口が形成された第２コラムと、前記管路内において前記水中ポンプに連結された吊り下げチェーンと、前記第２コラムとは別体の保持具であって、前記第２コラム内に設けられた保持具と、を備え、前記保持具は、前記第１コラムの上端部に固定される脚部と、前記吊り下げチェーンの上端が係止される係止部が設けられた本体部と、を有し、前記脚部は、前記第１コラムの上端部から上方へ向かって延びており、前記本体部は、前記脚部の上端部に連続すると共に、前記第２コラムの径方向に延びており、前記係止部は、前記第２コラム内において、前記吐出口よりも上方に位置している。

この構成によると、コラム型水中ポンプは、保持具を備えている。保持具は、第１コラムに固定される脚部と、吊り下げチェーンが係止される係止部が設けられた本体部とを有している。脚部が第１コラムの上端部に固定されるため、保持具は、第２コラムとは別体でかつ、第２コラムに固定されない。水中ポンプを、第１コラム内に設置する際に、第１コラムに第２コラムを予め接続させておく必要がない。これにより、ポンプ場の取水槽の上壁から第２コラムが上方に突出しないため、高さ方向のスペースに、第２コラムの高さ分の余裕が生まれる。水中ポンプの全高よりも十分に広いスペースが確保できるようになるから、水中ポンプの設置作業を容易に行うことができる。コラム型水中ポンプにおいて、水中ポンプの設置性が向上する。

水中ポンプを第１コラムの下端に設置した後に、第１コラムの上端部に第２コラムが接続される。第２コラムが第１コラムに取り付けられると、保持具は、第２コラムの内部に位置する。また、水中ポンプに連結されている吊り下げチェーンの上端が、保持具に設けられている係止部に、係止される。

保持具には、上方に延びる脚部に連続して本体部が設けられており、本体部に設けられた係止部は、第２コラムの吐出口よりも上方に位置している。管路内の主流は、第１コラムから第２コラムへ垂直方向に流れた後、第２コラムにおいて流れ方向が垂直方向から水平方向へ変換されて、吐出口から排水管へ排出される。係止部は、吐出口よりも上方に位置しているため、管路内の主流から外れた位置に位置している。なお、係止部は第２コラムの吐出口よりも上方であれば、脚部に設けられていてもよい。

また、係止部は、保持具の本体部であって管路内の径方向の中心部に位置している方が好ましい。係止部が、管路内の径方向の中心部に位置していると、吊り下げチェーンは、管路の中心軸に沿うように略垂直に配設されて、吊り下げチェーンの弛みを極小とすることができる。その結果、水中ポンプの運転中には、水流に起因する吊り下げチェーンの振動が抑制でき、水中ポンプのケーブルや第２コラムの内周面が傷ついたり、突発的なテンションによって吊り下げチェーン自体が損傷したりすることを有効に防止できる。

従って、前記の構成は、吊り下げチェーンの係止位置を適正にしながら、水中ポンプの設置性を向上できる。

前記本体部には、前記水中ポンプに接続されているケーブルを支持するケーブル支持部が設けられている、としてもよい。

こうすることで、吊り下げチェーンと同様にケーブルも、管路内において中心軸に平行に略垂直に配設されて、ケーブルの弛みを極小とすることができるため、水流に起因するケーブルの振動を有効に抑制でき、ケーブルの損傷等を防止できる。

前記保持具は、径方向に延びる前記本体部の両側それぞれに設けられかつ、前記第１コラムの上端部に固定される一対の脚部を有しており、前記保持具は、前記一対の脚部と前記本体部とによって門形を有している、としてもよい。

門形の保持具は剛性が高いため、保持具は、第２コラム内において安定的に配設される。

ここに開示する技術は、垂直に配設された管状の第１コラムと、前記第１コラム内の下端に設置された水中ポンプと、前記第１コラムの上端部に着脱可能に接続されて前記第１コラムと共に管路を構成すると共に、前記水平方向に開口する吐出口が形成された第２コラムと、を備えたコラム型水中ポンプにおいて、前記水中ポンプに連結された吊り下げチェーンを前記第２コラム内において保持する保持具に係る。

このチェーン保持具は、前記第１コラムの上端部に固定される脚部と、前記吊り下げチェーンの上端が係止される係止部が設けられた本体部と、を有し、前記脚部は、前記第１コラムの上端部から上方へ向かって延びており、前記本体部は、前記脚部の上端部に連続すると共に、前記第２コラムの径方向に延びており、前記係止部は、前記第２コラム内において、前記吐出口よりも上方に位置している。さらに、係止部は、管路内の径方向の中心部に位置している方が好ましい。

この保持具を用いることによって、前述したように、水流に起因する吊り下げチェーンの振動を抑制できかつ、水中ポンプの第１コラムへの設置性も良好になる。

前記のコラム型水中ポンプ及びチェーン保持具は、吊り下げチェーンの係止位置を適正にしながら、水中ポンプの設置性を向上できる。

図１は、コラム型水中ポンプを例示している。 図２は、第２コラムと保持具とを例示する分解斜視図である。 図３は、水中ポンプの設置手順の一部を例示している。 図４は、水中ポンプの設置手順の一部を例示している。 図５は、保持具の変形例を示す斜視図である。 図６は、従来のコラム型水中ポンプにおいて、水中ポンプを設置している状態を例示している。

以下、コラム型水中ポンプ及びチェーン保持具の実施形態が、図面を参照しながら説明される。ここで説明されるコラム型水中ポンプ及びチェーン保持具は例示である。

図１は、コラム型水中ポンプ１を例示している。コラム型水中ポンプ１は、取水槽９の水を吸い上げて排出管から排出するよう構成されている。コラム型水中ポンプ１は、コラム２と、水中ポンプ３とを備えている。

コラム２は、取水槽９の上壁９１に対して垂直に設置されている。コラム２は円筒状であって、水が流れる管路を構成する。コラム２は、第１コラム２１と、第２コラム２２と、蓋２３から構成されている。第１コラム２１は、上壁９１から垂下している。第１コラム２１は、取水槽９内に配設されている。第２コラム２２は、第１コラム２１の上端部に接続されている。第２コラム２２は、第１コラム２１に対して、着脱可能に取り付けられる。第２コラム２２は、取水槽９の上壁９１から上方へ突出している。蓋２３は、第２コラム２２の上端に取り付けられかつ、第２コラム２２の上端開口を塞ぐ。

第２コラム２２は、吐出口２４を有している。吐出口２４は、第２コラム２２の周面に設けられている。吐出口２４は、第２コラム２２の周面から径方向の外方へ、水平方向に突出している。吐出口２４には、図示を省略する排出管が接続される。

水中ポンプ３は、第１コラムの下端部に設置されている。水中ポンプ３は、第１コラム２１の下端開口から、取水槽９内の水を取水すると共に、上向きに吐出する。水中ポンプから吐出された揚水は、第１コラム２１から第２コラム２２へと垂直方向に流れる。そして、第２コラム２２において流れ方向が垂直方向から水平方向へ変換されて、揚水は、吐出口２４に接続された排水管へ排出される（図１の矢印参照）。

水中ポンプ３の上部には、吊金具３１が装着されている。この吊金具３１に吊り下げチェーン４の下端部が連結されている。吊り下げチェーン４は、コラム２内を鉛直方向に沿って配設されている。

また、水中ポンプ３には、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３が接続されている。これらのケーブル３２、３３は、水中ポンプ３の給電用のケーブル及び制御用のケーブルである。

そして、このコラム型水中ポンプ１は、保持具５を備えている。保持具５は、第２コラム２２内に配設されている。保持具５は、吊り下げチェーン４の上端が係止されると共に、吊り下げチェーン４を保持する。保持具５は、図２に示すように、一対の脚部５１と、本体部５２とを備えている。保持具５は、全体として門形を有している。

一対の脚部５１はそれぞれ、上下方向に延びると共に、それらの下端は、第１コラム２１の上端部に固定されている。より詳細に、図１に拡大して示すように、脚部５１の下端には、径方向の外方へ屈曲した固定部５１１が一体に設けられている。Ｌ字状に形成された固定部５１１の下面は、第１コラム２１の上端に設けられたフランジ２１１の上面に当たっている。固定部５１は、例えば締結部材（図示省略）によって、フランジ２１１に対し固定されている。

一対の脚部５１は、第１コラム２１の径方向に対向するように配設されている。本体部５２は、水平方向に延びる棒状に構成されている。本体部５２は、一対の脚部５１それぞれの上端部を架け渡すように、配設されている。本体部５２の高さ位置は、第２コラム２２が第１コラム２１の上端に取り付けられた状態において、第２コラム２２の上端部に対応する高さ位置に設定されている（図１の拡大図参照）。

本体部５２には、係止部５３が設けられている。係止部５３は、本体部５２において、長さ方向の中央部に位置している。係止部５３は、コラム２内において、コラム２の中心軸上に位置している。係止部５３には、吊り下げチェーン４の上端が係止される。係止部５３がコラム２の中心軸上に位置しているため、吊り下げチェーン４は、コラム２の中心軸に沿うように略垂直に配設されている。この際、吊り下げチェーン４の長さは、第１コラム２１の下端部に水中ポンプ３が配置された状態で、係止部５３と水中ポンプ３の吊金具３１との間で吊り下げチェーン４が張った状態となる長さに設定されている。尚、図１等においては、吊り下げチェーン４の中間部分の図示を省略している。

また、本体部５２には、係止部５３を挟んだ両側のそれぞれに、第１ケーブル３２を支持する第１ケーブル支持部５２１、及び、第２ケーブル３３を支持する第２ケーブル支持部５２２が設けられている。吊り下げチェーン４と同様に第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３も、コラム２内において中心軸に平行に略垂直に配設されて、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３の弛みが極小になる。

第１コラム２１の上端のフランジ２１１と、第２コラム２２の下端のフランジ２２１との間には、中間フランジ２５が介設している。第２コラム２２のフランジ２２１は、中間フランジ２５を介して、第１コラム２１のフランジ２１１に固定される。

中間フランジ２５は、図２に示すように、円環状である。中間フランジ２５は、第１コラム２１と第２コラム２２との間で、スペーサーとして機能する。つまり、中間フランジ２５は、脚部５１の固定部５１１の厚みと対応する厚みを有していると共に、径方向に対向する２箇所に、凹部２５１を有している（図１の拡大図も参照）。この凹部２５１内に、脚部５１の固定部５１１が位置している。

この中間フランジ２５によって、保持具５の脚部５１を、第１コラム２１のフランジ２１１の上面に固定した状態で、第１コラム２１と第２コラム２２との接続箇所の水密性を確保することができる。

この構成のコラム型水中ポンプ１によると、保持具５に設けた係止部５３が、第２コラム２２内における吐出口２４よりも上方でかつ、コラム２の径方向の中心部に位置している。このことにより、コラム２内の吊り下げチェーン４は、コラム２の中心軸に沿うように、真っ直ぐにかつ、弛みなく配設される。また、係止部５３が、コラム２内の主流よりも上側の位置に位置している。これにより、水中ポンプ３の運転中に、水流に起因して吊り下げチェーン４が振動してしまうことが抑制される。各所が損傷等してしまうことが抑制される。また、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３も同様に、吊り下げチェーン４と同様にコラム２内において真っ直ぐに配設されるから、水中ポンプ３の運転中に、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３の振動も同様に抑制され、各所が損傷等してしまうことが抑制される。

次に、図３及び図４を参照しながら、コラム型水中ポンプ１の設置手順を説明する。尚、図３及び図４では、図を見やすくするために、吊り下げチェーン４、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３の図示を省略する場合がある。

先ず、図３のＰ１に例示するように、取水槽９の上壁９１に、第１コラム２１を設置する。このときに、第２コラム２２は、第１コラム２１に接続されない。そのため、上壁９１の上側に第２コラム２２が突出せず、第２コラム２２の高さＨ２の分、上壁９１の上側のスペースに余裕が生まれる。ポンプ場内部の高さが低い場合であっても、水中ポンプ３の全高よりも広いスペース（Ｈ１＋Ｈ２）を使って、水中ポンプ３をクレーンによって吊り下げて、当該水中ポンプ３を、第１コラム２１の上端開口から内部に挿入し、水中ポンプ３を、第１コラム２１の下端に設置することができる。

次いで、図３のＰ２に示すように、第１コラム２１の上端部に保持具５を固定する。保持具５は、例えば締結手段によって、その固定部５１１が第１コラム２１の上端のフランジ２１１に固定される。そして、水中ポンプ３の吊金具３１に連結されている吊り下げチェーン４の上端が、保持具５の係止部５３に係止される。また、中間フランジ２５が、第１コラム２１の上端のフランジ２１１の上に置かれる。

次いで、図４のＰ３に示すように、第２コラム２２が、第１コラム２１に接続される。より詳細に、第２コラム２２の下端開口から保持具５が挿入されるように、クレーンに吊り下げられた第２コラム２２を、保持具５の上から挿入し、第２コラム２２の下端のフランジ２２１を、中間フランジ２５の上に載置する。ここで、第１ケーブル３２、第２ケーブル３３を保持具５の第１ケーブル支持部５２１、第２ケーブル支持部５２２に支持させるのは、第２コラム２２を載置する前後どちらでも良い。

尚、図４では、理解を容易にするために、保持具５の脚部５１と、第２コラム２２の吐出口２４とが重なるような向きで、保持具５を描いているが、保持具５の脚部５１と、第２コラム２２の吐出口２４とは、図２に示すように、周方向にずれる。これにより、吐出口２４に脚部５１が横切って配設されることが避けられる。

第２コラム２２の下端のフランジ２２１が、中間フランジ２５を介して、第１コラム２１の上端のフランジ２１１に、締結部材によって固定される。また、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３はそれぞれ、保持具５の第１ケーブル支持部５２１及び第２ケーブル支持部５２２に支持されて、第２コラム２２の上端開口から外に引き出される。

最後に、図４のＰ４に示すように、第２コラム２２の上端開口に、蓋２３が取り付けられる。この際に、第１ケーブル３２及び第２ケーブル３３は、蓋２３を貫通して配設される（図１参照）。

このように、保持具５が第１コラム２１に固定される構成であるため、水中ポンプ１を第１コラム２１に設置する際に、第２コラム２２を第１コラム２１に接続しておく必要がない。その結果、前述したように、上壁９１の上側のスペースを広く活用することができて、水中ポンプ３の設置性が向上する。

保持具５が、第１コラム２１に固定される構成であるものの、上下方向に延びる脚部５１が、係止部５３の位置を、第１コラム２１の上端よりも上方に位置づける。正確には、係止部５３は、第２コラム２２の吐出口２４よりも上方に位置している。このため、係止部５３は、前述したように、コラム２内の主流よりも上方でかつ、コラム２の径方向の中心部に位置する。こうして、吊り下げチェーン４の係止位置を適正にしながら、水中ポンプ３の設置性を向上できる。

（変形例）
尚、保持具５は、図２に示す形状に限定されない。例えば図５の（ａ）に例示するように、保持具５０は、一つの脚部５１を有しかつ、本体部５２が、その脚部５１に片持ちで支持されるよう構成してもよい。また、例えば図５の（ｂ）に例示するように、保持具５００は、四つの脚部５１を有しかつ、平面視で十字状の本体部５２を、四つの脚部５１が支持するように構成してもよい。尚、図示は省略するが、保持具５００は、三つの脚部５１を有するよう構成してもよい。

また、保持具５、５０、５００は、中間フランジ２５と一体に構成してもよい。

１ コラム型水中ポンプ
２ コラム（管路）
２１ 第１コラム
２２ 第２コラム
２４ 吐出口
３ 水中ポンプ
３２ 第１ケーブル
３３ 第２ケーブル
４ 吊り下げチェーン
５ 保持具
５０ 保持具
５００ 保持具
５１ 脚部
５２ 本体部
５２１ 第１ケーブル支持部
５２２ 第２ケーブル支持部
５３ 係止部

Claims (4)

1. 垂直に配設された管状の第１コラムと、
   前記第１コラム内の下端に設置された水中ポンプと、
   前記第１コラムの上端部に着脱可能に接続されて前記第１コラムと共に管路を構成すると共に、前記水平方向に開口する吐出口が形成された第２コラムと、
   前記管路内において前記水中ポンプに連結された吊り下げチェーンと、
   前記第２コラムとは別体の保持具であって、前記第２コラム内に設けられた保持具と、を備え、
   前記保持具は、前記第１コラムの上端部に固定される脚部と、前記吊り下げチェーンの上端が係止される係止部が設けられた本体部と、を有し、
   前記脚部は、前記第１コラムの上端部から上方へ向かって延びており、
   前記本体部は、前記脚部の上端部に連続すると共に、前記第２コラムの径方向に延びており、
   前記係止部は、前記第２コラム内において、前記吐出口よりも上方に位置している、コラム型水中ポンプ。
2. 請求項１に記載のコラム型水中ポンプにおいて、
   前記本体部には、前記水中ポンプに接続されているケーブルを支持するケーブル支持部が設けられている、コラム型水中ポンプ。
3. 請求項１又は２に記載のコラム型水中ポンプにおいて、
   前記保持具は、径方向に延びる前記本体部の両側それぞれに設けられかつ、前記第１コラムの上端部に固定される一対の脚部を有しており、
   前記保持具は、前記一対の脚部と前記本体部とによって門形を有している、コラム型水中ポンプ。
4. 垂直に配設された管状の第１コラムと、
   前記第１コラム内の下端に設置された水中ポンプと、
   前記第１コラムの上端部に着脱可能に接続されて前記第１コラムと共に管路を構成すると共に、前記水平方向に開口する吐出口が形成された第２コラムと、を備えたコラム型水中ポンプにおいて、前記水中ポンプに連結された吊り下げチェーンを前記第２コラム内において保持する保持具であって、
   前記第１コラムの上端部に固定される脚部と、
   前記吊り下げチェーンの上端が係止される係止部が設けられた本体部と、を有し、
   前記脚部は、前記第１コラムの上端部から上方へ向かって延びており、
   前記本体部は、前記脚部の上端部に連続すると共に、前記第２コラムの径方向に延びており、
   前記係止部は、前記第２コラム内において、前記吐出口よりも上方に位置している、チェーン保持具。
   

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