JP2772406B2 - 立軸ポンプの軸受装置及びその軸受装置の分解組立方法 - Google Patents

立軸ポンプの軸受装置及びその軸受装置の分解組立方法

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JP2772406B2 JP4127349A JP12734992A JP2772406B2 JP 2772406 B2 JP2772406 B2 JP 2772406B2 JP 4127349 A JP4127349 A JP 4127349A JP 12734992 A JP12734992 A JP 12734992A JP 2772406 B2 JP2772406 B2 JP 2772406B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、立軸ポンプの軸受装置
及びその軸受装置の分解組立方法に係り、特に大型の立
軸ポンプにおける軸受の信頼性、メインテナンス性等の
向上に好適な立軸ポンプの軸受装置及びその軸受装置の
分解組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の立軸ポンプは、図6に示
すように、羽根車1の上方の吐出しケーシング3内に、
羽根車1を駆動する主軸4の軸受5Aが設置されている
のが通常である。尚、図中の符号の6はセンターコー
ン、7はベルマウス、8は整流板、9は吸水槽である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の立軸ポンプでは、軸受のメインテナンスを行なうに
は、ポンプ全体を引上げなければならないという問題が
あった。又、先行待機運転や管理運転で空転を行なうと
きには給水が必要であった。
【0004】本発明の目的は、上記問題点を解決し、立
軸ポンプにおいて、ポンプ本体を引上げずに軸受のメイ
ンテナンスができるようにすることにある。
【0005】又、本発明の他の目的は、立軸ポンプにお
いて、連続空転運転可能で管理運転や先行待機運転可能
な軸受装置を提供することにある。
【0006】又、本発明の他の目的は、立軸ポンプにお
いて、高寿命高信頼性のセラミックス軸受を提供するこ
とにある。
【0007】又、本発明の他の目的は、立軸ポンプにお
いて、耐食性を向上したセラミックス軸受を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、羽根車をポンプ吸水槽内
に配置する立軸ポンプの軸受装置であって、前記立軸ポ
ンプの軸受を羽根車より下方に設け、流路を形成する吸
込ケーシング内に収納した立軸ポンプの軸受装置におい
て、前記軸受を収納した吸込ケーシングを水密構造と
し、該吸込ケーシング内部を貯水槽としたことを特徴と
するものである た、請求項2に記載の発明は、前記
立軸ポンプの軸受を羽根車より下方に設け、該軸受をセ
ラミックス軸受とゴム軸受の組合せとし、セラミックス
軸受側をゴム軸受側より下方に配置するとともに、該セ
ラミックス軸受側のポンプ軸とのクリアランスをゴム軸
受側のクリアランスより狭くしたことを特徴とするもの
である。また、請求項2に記載の発明において、前記セ
ラミックス軸受側を炭化ケイ素、前記ポンプ軸側をタン
グステンカーバイドのソリッド又は被膜とすることがで
きる た、請求項4に記載の発明は、羽根車をポンプ
吸水槽内に配置する立軸ポンプの軸受装置の分解組立方
法において、前記立軸ポンプの軸受が羽根車より下方の
吸込ケーシング内に設けられ、該吸込ケーシング内で前
記軸受の分解又は組立を行なうことを特徴とするもので
ある。また、請求項4に記載の発明において、前記吸込
ケーシングの下方に開閉可能な開口部を設け、この開口
部から搬入した移動式の昇降装置を用いることにより、
前記軸受の分解又は組立を行なうことができる。
【0009】
【作用】上記構成によれば、軸受装置を羽根車下方に配
置し、下方から着脱可能となっているから、吸水槽の水
を抜けば吸水槽内で軸受のメインテナンス可能でポンプ
を引上げる必要がない。大型のポンプでは吸込ケーシン
グ内に軸受装置を収納しているため吸込ケーシング内を
メインテナンススペースとして利用できる。
【0010】また、吸込ケーシングは水密構造としてい
るので、内部に水を貯水することにより、軸受は常に水
に漬った状態を保持できる。従って、セラミックス軸受
等の回りに水分があれば運転可能な軸受を選択すること
により、羽根車が水中に没してなくても運転が可能で、
空転による管理運転や先行待機運転が可能となる。
【0011】また、軸受が羽根車下方にあるので、ラジ
アル荷重を支えるポンプ軸はトルク伝達が不要となるた
め薄肉の中空シャフトにすることが可能であり、中空シ
ャフトにすると水没する表面積は増えるので、冷却効果
も増し、信頼性の高い軸受となる。
【0012】また、軸受をセラミックス軸受とゴム軸受
の組合せとし、下側にセラミックス軸受、上側にゴム軸
受を配置し、セラミックス軸受側のクリアランスをゴム
軸受側のクリアランスより狭くすることにより、通常の
運転時は耐摩耗性のあるセラミックス軸受で支持し、軸
受荷重が過大になったり片当りが大きくなると、セラミ
ックス軸受を支持している緩衝材が変形し、ゴム軸受が
荷重の一部を負荷するので破損防止が可能となる。又、
万一セラミックス軸受が破損しても、下方に配置してあ
るため破片は落下し、ゴム軸受が荷重を支持するので、
ポンプは停止することなく運転を継続することができ
る。
【0013】この場合、前記セラミックス軸受側を炭化
ケイ素、前記ポンプ軸側をタングステンカーバイドのソ
リッド又は被膜とすることにより、ポンプ軸又は軸受側
の耐摩耗性を向上させることができる。
【0014】また、軸受側或いはポンプ軸側を溶射皮膜
とした場合には、特に溶射部分と母材の境界部分の耐食
性が落ちるため、この境界部分にライニングを施し、外
部液と遮断し耐食性をあげることができる。
【0015】また、吸込ケーシングの下方に開閉可能な
開口部を設けることにより、メインテナンス時には開口
部から、軸受の分解・組立用の昇降装置を入れてメイン
テナンスすることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図1は本実施例軸受装置を採用した立軸ポンプ
の縦断面図である。羽根車1にはトルク伝達をする主軸
4と羽根車下方にあるラジアル荷重を受けるポンプ軸2
がつながっている。ポンプ軸2は、ベルマウス7、整流
板8、センターコーン6で形成される吸込ケーシング内
に収納されている軸受5により支持されている。センタ
ーコーン6は、水密構造となっており、一度、吸水槽9
の水位が羽根車1の下端レベルまで上昇すれば、センタ
ーコーン6内に水を貯水することができ、軸受を潤滑す
ることができるようになっている。
【0017】従って一度貯水できれば、排水機場など
の、通常はあまり運転されないが、しかし非常時には確
実な運転が必要な機場で屡々行われるポンプ設備の空転
運転による管理運転や、降雨時の急激な出水に対して空
転運転で待機し、吸水槽の水位の上昇とともに迅速に排
水運転のできる先行待機運転ポンプにも、従来採用する
ことができなかったセラミックス軸受等の無給水軸受を
採用することが可能となる。
【0018】ポンプ軸2は、羽根車1より下方にあるた
めトルク伝達を必要としないから軸受の負荷の許容でき
る範囲で細くすることができる。又、図2に示すよう
に、ポンプ軸2を中空にして空気抜き2Aを設けること
により、軸内にも水を導入して冷却効果を高めることが
でき、信頼性の高い軸受とすることができる。
【0019】図3は、本実施例の軸受構造の一例を示し
たものである。図3に示すように、軸受の構造はセラミ
ックス軸受10とゴム軸受14により構成されている。
セラミックス軸受10は下方に配置され、ゴム軸受14
は上方に配置し、ポンプ軸2とのクリアランスは、ゴム
軸受14に対しセラミックス軸受10の方を狭くしてい
る。セラミックス軸受10はバックメタル11に接着さ
れており、その外周に緩衝材のゴム12とバックシェル
13を持ち、一体にして下方から装着できるようになっ
ており、軸受カバー17が取り付けられている。また、
ポンプ軸2にはゴム軸受用スリーブ16及びセラミック
ス軸受用スリーブ15が装着され、スリーブカバー18
が取り付けられている。本実施例では、セラミックス軸
受部において、軸受側を炭化ケイ素、スリーブ側をタン
グステンカーバイドのソリッド又は被膜21として耐摩
耗性を向上させている。
【0020】セラミックス軸受10の剛性は、緩衝材の
ゴム12の硬度及び厚さで調整が可能で、セラミックス
軸受10に過大な荷重や片当り荷重が作用したときに変
形し、バックアップとしてゴム軸受14に荷重分担が可
能なように調整してある。通常のポンプ運転時には耐摩
耗性があり、長寿命のセラミックス軸受が作用し、過大
荷重や片当り荷重が作用したときには、その荷重の一部
をゴム軸受が支持するので、セラミックス軸受の破損を
防止することができ、信頼性の高い軸受となる。
【0021】万一、セラミックス軸受10が破損した場
合でもセラミックス片は下方に落下し、バックアップと
してゴム軸受14が支持するので、ポンプを停止するこ
となく運転を継続することができる。又、大径のポンプ
については、セラミックス軸受材をセグメント化した
り、スリーブを溶射構造にすることにより対応可能とし
ている。もちろん軸受材及びスリーブ材をセグメント同
志あるいは溶射皮膜同志にすることも可能である。ゴム
軸受の長寿命化をはかるためには、図示していないが、
ポンプ吐出水をストレーナ等を介して異物を除去し、ゴ
ム軸受14の中央付近に給水することにより可能であ
る。
【0022】図3に示した軸受装置はすべて下方に分解
することが可能である。すなわち、軸受カバー17をは
ずし、バックシェル13ごとセラミックス軸受部を下方
に引抜き、その後にゴム軸受14を引抜けば良い。スリ
ーブ側も同様で、スリーブカバー18をはずし、セラミ
ックス軸受用スリーブ15、ゴム軸受用スリーブ16を
引き抜くことができる。
【0023】従って、ポンプ軸受をメインテナンスする
際、従来は、ポンプ本体を引上げないとメインテナンス
することができなかったが、本実施例では、吸水槽の水
を抜くことにより吸水槽内で軸受のメインテナンスがで
きるのでポンプを引上げる必要がない。
【0024】また、この際、大型ポンプの場合は、図4
に示すようにセンターコーン内でメインテナンスが可能
である。すなわち、カバー19をはずし、移動式昇降装
置20をセンターコーン6内に入れメインテナンスを行
なうことができる。
【0025】次に、図5により、先に述べた溶射皮膜構
造の耐食性向上策について説明する。スリーブ材15
は、両端部に段差をつけ、段差部には溶射時に局部的に
薄膜とならぬようにアール(R)が取ってある。スリー
ブ材15に溶射皮膜21Aを施工した後、両端部にはラ
イニング皮膜22をほどこし、スリーブ材15の母材と
溶射部の境界が取扱液に接しないようにしている。通常
溶射スリーブで腐蝕の問題となるのは、境界のある端部
の電位差による腐蝕であるので、このように構成するこ
とにより、耐食性は向上する。
【0026】本実施例によれば以下の効果がある。 (1)軸受が羽根車下方にあり、軸受を下方に抜くこと
ができるので、ポンプを引上げなくても軸受のメインテ
ナンスが可能である。 (2)吸込ケーシング内部を貯水槽とし、軸受回りに常
に水があるようにして、空転による管理運転や先行待機
運転が可能である。 (3)ポンプ軸を中空にして軸内に水が入るようにし、
その冷却効果によって信頼性の高い軸受とすることがで
きる。 (4)吸込ケーシング内に昇降装置を導入し、軸受の分
解・組立ができるのでメインテナンスが容易である。 (5)セラミックス軸受とゴム軸受との組合せとするこ
とにより、セラミックス軸受に過大荷重や片当り荷重が
作用してもゴム軸受がバックアップするので、信頼性が
高くなる。 (6)溶射皮膜構造に対して、端部にライニングを施す
ことにより、耐食性に優れたものとなる。
【0027】
【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、軸受が全
て下方に抜ける構造なので、ポンプを引上げなくてもメ
インテナンスすることができる。又、軸受回りに常に水
がある状態にできるので、空転による管理運転や先行待
機運転が可能である。
【0028】また、軸受をセラミックス軸受とゴム軸受
との組合せとし、又、軸受材及びスリーブ材を溶射皮膜
にして母材との境界にライニングをほどこすことによ
り、高寿命高信頼性で耐食性の向上したセラミックス軸
受にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例である軸受装置を採用
した立軸ポンプの縦断面図。
【図2】図2は本実施例軸受装置回りを拡大したポンプ
縦断面図。
【図3】図3は本実施例軸受装置の詳細図。
【図4】図4は移動式昇降装置を用いた本実施例軸受装
置の分解・組立説明図。
【図5】図5は本実施例軸受装置の溶射スリーブの耐食
構造説明図。
【図6】図6は従来型立軸ポンプの縦断面図。
【符号の説明】
1 羽根車 2 ポンプ軸 2A 空気抜き 3 吐出しケーシング 4 主軸 5 軸受装置 5A 軸受 6 センターコーン 7 ベルマウス 8 整流板 9 吸水槽 10 セラミックス軸受 11 バックメタル 12 緩衝材(ゴム) 13 バックシェル 14 ゴム軸受 15 セラミックス軸受用スリーブ 16 ゴム軸受用スリーブ 17 軸受カバー 18 スリーブカバー 19 カバー 20 移動式昇降装置 21 皮膜 21A 溶射皮膜 22 ライニング皮膜
フロントページの続き (72)発明者 大谷 健二 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所 土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭62−7999(JP,A) 特開 昭48−16039(JP,A) 特開 昭62−288720(JP,A) 実開 昭63−121798(JP,U) 実公 昭32−571(JP,Y1) 実公 昭30−10549(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 13/00 F04D 29/04 F04D 29/60

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根車をポンプ吸水槽内に配置する立軸
    ポンプの軸受装置であって、前記立軸ポンプの軸受を羽
    根車より下方に設け、流路を形成する吸込ケーシング内
    に収納した立軸ポンプの軸受装置において、前記軸受を
    収納した吸込ケーシングを水密構造とし、該吸込ケーシ
    ング内部を貯水槽としたことを特徴とする立軸ポンプの
    軸受装置。
  2. 【請求項2】 羽根車をポンプ吸水槽内に配置する立軸
    ポンプの軸受装置において、前記立軸ポンプの軸受を羽
    根車より下方に設け、該軸受をセラミックス軸受とゴム
    軸受の組合せとし、セラミックス軸受側をゴム軸受側よ
    り下方に配置するとともに、該セラミックス軸受側のポ
    ンプ軸とのクリアランスをゴム軸受側のクリアランスよ
    り狭くしたことを特徴とする立軸ポンプの軸受装置。
  3. 【請求項3】 請求項記載の立軸ポンプの軸受装置に
    おいて、前記セラミックス軸受側を炭化ケイ素、前記ポ
    ンプ軸側をタングステンカーバイドのソリッド又は被膜
    としたことを特徴とする立軸ポンプの軸受装置。
  4. 【請求項4】 羽根車をポンプ吸水槽内に配置する立軸
    ポンプの軸受装置の分解組立方法において、前記立軸ポ
    ンプの軸受が羽根車より下方の吸込ケーシング内に設け
    られ、該吸込ケーシング内で前記軸受の分解又は組立を
    行なうことを特徴とする立軸ポンプの軸受装置の分解組
    立方法。
  5. 【請求項5】 請求項記載の立軸ポンプの軸受装置の
    分解組立方法において、前記吸込ケーシングの下方に開
    閉可能な開口部を設け、該開口部から搬入した移動式の
    昇降装置を用いて前記軸受の分解又は組立を行なうこと
    を特徴とする立軸ポンプの軸受装置の分解組立方法。
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