JP3345485B2 - 水中ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土砂等を効果的に吸引
・排除することができる水中ポンプ、特に、ビルの基礎
工事現場等において好適に用いることができる水中ポン
プに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、地中連続壁工法等におい
て、安定液としてのベントナイトの排出のために水中ポ
ンプが多く用いられている。

【０００３】ここに、地中連続壁工法とは、安定液を使
用して、地盤の崩壊を防ぎながら水平多軸回転カッター
式の掘削機で地中を掘削し、鉄筋籠を挿入して安定液と
コンクリートとを入れ替えながら地中に連続した壁を築
造するものである。

【０００４】かかる工法において、掘削された土砂は掘
削機内に内蔵された揚泥ポンプにより安定液とともに土
砂分離プラントに送られ土砂と安定液に分離され、良質
な安定液は再使用される。

【０００５】そして、揚泥ポンプとして水中ポンプが効
果的に用いられている。

【０００６】水中ポンプＰは、通常、図４及び図５に示
すように、下面に吸引開口50を有するとともに周縁に吐
出開口51を有する水平設置状態のインペラケーシング52
と、同インペラケーシング52内に配置したインペラと、
インペラケーシング52の上部に一体的に連設し、出力軸
をインペラに連結したモータ53とからなる。

【０００７】しかし、かかる水中ポンプＰは、インペラ
ケーシング52を掘削穴Ｈ内で水平状態に設置するため、
図５に示すように、連壁用掘削穴Ｈの半径方向の幅が狭
い場合は設置できない場合が生じる。

【０００８】そこで、近年、図示しないが、水中ポンプ
のインペラケーシングを掘削穴Ｈのの掘削面に略平行に
垂直状態に配設し、同インペラケーシングから外部に略
水平に取出したインペラ取付軸に直接油圧ポンプの出力
軸を連動連結したものが提示されている。

【０００９】この場合、インペラケーシングは、掘削穴
Ｈ中で、円周方向に配設されることになるので、インペ
ラケーシングを多少大型化 (即ち、インペラケーシング
の直径を大きくする) しても、充分に水中ポンプを掘削
穴Ｈ内に配設することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合であ
っても、連壁用掘削穴の掘削深さが深くなる、即ち揚程
が高くなったり、或いは泥土水の排出量が増大した場合
等は、いきおい油圧ポンプを大型化せざるをえず、その
結果、水中ポンプ全体も大型化し、同水中ポンプを掘削
穴Ｈ内に設置することが困難な場合となる場合もあっ
た。

【００１１】本発明は、上記した課題を解決することが
できる水中ポンプを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、水中ポンプの
インペラケーシングを掘削穴の略垂直掘削面に対して略
平行に配設するとともに、同掘削穴内でインペラケーシ
ングの上方にモータを配設し、インペラケーシングから
水平方向に導出したインペラ取付軸を、モータの下面か
ら下方に向けて導出した出力軸と動力伝達方向変換機構
を介して略直交状態に連動連結し、しかも、前記モータ
の外周周りを冷却ジャケットにより被覆して、前記モー
タの回転力を用いて水中ポンプ上方の低濃度で流動性の
大きい泥水を、冷却ジャケット内に強制的に流入可能と
したことを特徴とする水中ポンプに係るものである。

【００１３】また、本発明は、動力伝達方向変換機構が
減速装置であることも構成上の特徴とする。

【００１４】

【実施例】以下、添付図 (図１〜図３) に示す実施例に
基づいて、本発明に係る水中ポンプＰを具体的に説明す
る。

【００１５】図１に示すように、水中ポンプＰは、本実
施例では、連壁設置用の掘削穴Ｈの掘削に用いられるも
のであり、同掘削穴Ｈ内に配設されている。

【００１６】図２に示すように、水中ポンプＰは、基本
的に、底面９の中央部に吸引開口10を有するとともに周
縁に吐出開口11を有するインペラケーシング12と、同イ
ンペラケーシング12内に配置したインペラ13と、インペ
ラ13を動力伝達方向変換機構14を介して回転させるモー
タとしての電動モータ15とからなる。また、吐出開口11
には吐出配管20の一端が接続されており、同吐出配管20
の他端は外部に導出されている。さらに、インペラケー
シング12の下方には、掘削カッター装置Ｂのカッター21
が配設されている。

【００１７】上記構成において、本発明は、中空の円盤
体からなるインペラケーシング12を、図１及び図２から
明らかなように、掘削穴Ｈの略垂直掘削面16と略平行に
配設している。従って、図２に示すように、吸引開口10
はインペラケーシング12の底面９から水平方向に開口す
ることになる、また、インペラ13もインペラケーシング
12内で水平方向に配設されており、同インペラ13を一端
に固着したインペラ取付軸17も水平方向にインペラケー
シング12の上面から突出している。

【００１８】一方、電動モータ15は、インペラケーシン
グ12の上方に配設されており、その出力軸18は下方に突
出しており、同出力軸18には下方に向けて伸延する動力
伝達軸19の基端が連結されている。

【００１９】さらに、インペラケーシング12の後方であ
って、かつ、電動モータ15の下方をなす位置には動力伝
達方向変換機構14が配設されており、同変換機構14の入
力側には動力伝達軸19の終端が連結されており、一方、
同変換機構14の出力側にはインペラ取付軸17の始端が連
結されている。

【００２０】なお、動力伝達方向変換機構14としては多
種形態のものが考えられるが、単純にベベルギヤを組み
合わせたものや、遊星歯車機構のような減速装置として
も機能する構成としてもよい。

【００２１】かかる構成によって、電動モータ15を駆動
して発生した回転力を、動力伝達軸19→動力伝達方向変
換機構14→インペラ取付軸17からなるＬ字状動力伝達系
路を通してインペラ13に伝達して、同インペラ13を所望
の回転数で回転し、掘削土砂等の排出作業を行うことが
できる。

【００２２】さらに、本実施例では、電動モータ15をイ
ンペラケーシング12の後方ではなく、その上方に配設さ
せることができるので、電動モータ15を設置するために
充分な広さのモータ設置空間を確保することができる。

【００２３】即ち、水中ポンプＰを、全体的に縦長構造
とすることによって細身のコンパクトな構造とすること
ができ、掘削穴Ｈ内に余裕をもって配置することができ
る。

【００２４】さらに、掘削穴の掘削深さが深くなる、即
ち揚程が高くなったり、或いは泥土水の排出量が増大し
た場合等のように電動モータ15を大きくする必要がある
場合でも、大型の電動モータ15を設置可能な広さのモー
タ設置空間を確保できるので、大型の電動モータ15を具
備する水中ポンプＰを掘削穴Ｈ内に配置することができ
る。従って、上記した厳しい条件下における掘削作業も
容易に行うことができる。

【００２５】また、本実施例に係る水中ポンプＰは、モ
ータ冷却構造にも特徴を有する。

【００２６】即ち、電動モータ15の駆動によってインペ
ラ13を回転すると、泥水が吸引開口10を通してインペラ
ケーシング12内に流入し、その後、吐出開口11及び吐出
配管20を通して外部に排出されることになる。

【００２７】しかして、上記泥水は濃度が高く流動性が
小さいため、モータ冷却作用を殆ど果たさず、電動モー
タ15をかかる状態のまま駆動する場合は電動モータ15の
温度を異常に高めることになる。

【００２８】そこで、本発明では、図２に示すように、
モータ15の外周周りを一対の半円状分割板からなる冷却
ジャケット22によって被覆するとともに、電動モータ15
の回転力を利用して、上方の濃度の低い流動性の大きい
泥水を強制的に流入し、効果的に電動モータ15を冷却す
ることができる構成としている。

【００２９】即ち、冷却ジャケット22は、その上部に設
けた水流入口23に冷却水流入管24の一端を接続し、同冷
却水流入管24の他端は、冷却水流入口25として、水中ポ
ンプＰの上方に位置する濃度の低い流動性の大きい泥水
中に開口している（図２）。

【００３０】また、冷却ジャケット22は、その下部に設
けた水流出口26に冷却後水流出管27の一端を接続すると
ともに、同冷却後水流出管27の他端を、インペラケーシ
ング12の吸引開口11に掘削土砂を吸引搬送する吸引管28
の中途に連通している。

【００３１】かかる構成によって、電動モータ15を駆動
すると、上記したように水中ポンプＰ周りの高濃度の泥
水をインペラケーシング12と吐出配管20を通して外部に
排出することができるとともに、吸引管28内に発生する
吸込負圧を利用して、水中ポンプＰの上方に位置する流
動性の高い低濃度の泥水を冷却ジャケット22内に流入し
て電動モータ15を熱交換によって効果的に冷却すること
ができる。かかる冷却によって、モータ15の温度上昇に
起因する焼損事故等を確実に防止することができる。

【００３２】その後、冷却後の泥水は、冷却後水流出管
27を通してインペラケーシング12の吸引開口10に流入
し、流動性の低い高濃度の泥水中に混入され、一体的に
インペラケーシング12と吐出配管20を通して外部に排出
されることになる。

【００３３】しかして、冷却後水流出管27からインペラ
ケーシング12内に流入する泥水は流動性の高い低濃度の
泥水であるため、上記した水中ポンプＰの高濃度運転
や、水中ポンプＰが土砂に埋まった状態で運転される場
合に、濃度調整を図ることができ、水中ポンプＰのモー
タ15の焼損をかかる面からも防止できる。

【００３４】また、図示の実施例におけるその他の構成
について説明すると、30はモータ15への給電ケーブルで
ある。

【００３５】る。

【００３６】さらに、本発明に係る水中ポンプＰの他の
実施例を図３に示す。

【００３７】図３に示す実施例は、冷却ジャケット22の
底部にインペラケーシング31を配設し、同インペラケー
シング31内を貫通する動力伝達軸19にインペラ32を固着
し、さらに、インペラケーシング31の周縁に、先端を掘
削穴Ｈ内に開放した冷却水流出管33の基端を連通連結し
たことを特徴とする。

【００３８】かかる構成によって、電動モータ15の駆動
によってインペラ32を回動し、同回動によってインペラ
ケーシング31内に負圧を発生させ、冷却水を強制的に冷
却ジャケット17内に流入してモータ15の冷却を図るとと
もに、冷却後水を冷却水流出管33を通して掘削穴Ｈ内に
還流することができる。

【００３９】なお、上記した実施例では、モータとして
電動モータ15を用いたが、油圧モータ等、他の種類のモ
ータも用いることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明では、水中ポンプのインペラケー
シングを掘削穴の略垂直掘削面に対して略平行に配設す
るとともに、同掘削穴内でインペラケーシングの上方に
モータを配設し、インペラケーシングから水平方向に導
出したインペラ取付軸を、モータの下面から下方に向け
て導出した出力軸と動力伝達方向変換機構を介して略直
交状態に連動連結し、しかも、前記モータの外周周りを
冷却ジャケットにより被覆して、前記モータの回転力を
用いて水中ポンプ上方の低濃度で流動性の大きい泥水
を、冷却ジャケット内に強制的に流入可能としている。

【００４１】このように、本発明では、モータをインペ
ラケーシングの後方ではなく、その上方に配設させるこ
とができるので、モータを設置するために充分な広さの
モータ設置空間を掘削穴内に確保することができる。即
ち、水中ポンプを、全体的に縦長構造とすることによっ
て細身のコンパクトな構造とすることができ、掘削穴内
に余裕をもって配置することができる。しかも、モータ
を冷却ジャケットにより効果的に冷却することができる
ので、モータの温度上昇に起因する焼損事故等を防止す
ることができる。

【００４２】さらに、掘削穴の掘削深さが深くなる、即
ち揚程が高くなったり、或いは泥土水の排出量が増大し
た場合等のようにモータを大きくする必要がある場合で
も、大型のモータを設置可能な広さのモータ設置空間を
掘削穴内に充分に確保できるので、大型のモータを具備
する水中ポンプを掘削穴内に容易に配置することができ
る。従って、悪条件下における掘削作業も容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中ポンプの使用状態説明図であ
る。

【図２】同水中ポンプの掘削穴内における使用状態説明
図である。

【図３】他の実施例に係る同水中ポンプの掘削穴内にお
ける使用状態説明図である。

【図４】従来の水中ポンプの掘削穴内における正面図で
ある。

【図５】同平面図である。

【符号の説明】

Ｐ 水中ポンプ Ｈ 掘削穴 12 インペラケーシング 14 動力伝達方向変換機構 15 モータ 16 略垂直掘削面 17 インペラ取付軸 18 出力軸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水中ポンプ(P)のインペラケーシング(12)
   を掘削穴(H)の略垂直掘削面(16)に対して略平行に配設
   するとともに、同掘削穴(H)内でインペラケーシング(1
   2)の上方にモータ(15)を配設し、インペラケーシング(1
   2)から水平方向に導出したインペラ取付軸(17)を、モー
   タ(15)の下面から下方に向けて導出した出力軸(18)と動
   力伝達方向変換機構(14)を介して略直交状態に連動連結
   し、しかも、前記モータ(15)の外周周りを冷却ジャケッ
   ト(22)により被覆して、前記モータ(15)の回転力を用い
   て水中ポンプ(P)上方の低濃度で流動性の大きい泥水
   を、冷却ジャケット(22)内に強制的に流入可能としたこ
   とを特徴とする水中ポンプ。
2. 【請求項２】動力伝達方向変換機構(14)が減速装置であ
   ることを特徴とする請求項１記載の水中ポンプ。