JP3971169B2 - 立軸ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中の振動が低減するようにした立軸ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の立軸ポンプの構造の一例を図８を参照して説明する。図８は、立軸ポンプをポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する従来の支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【０００３】
図８において、ポンプ水槽１０上に設けられた床１２にポンプ設置孔１４が穿設され、床１２にポンプ設置孔１４と同心状にポンプベース１６が配設固定される。そして、吐出エルボ１８に設けられた固定用フランジ２０がポンプベース１６に載せられてボルトなどで適宜に固定される。吐出エルボ１８の下端に連結用フランジ２２が設けられ、揚水管２４の上端に設けた連結用フランジ２６と連結される。なお、固定用フランジ２０には、適宜なリブ２８，２８…が設けられて、その機械的強度が適宜に補強されている。
【０００４】
かかる構成によって、揚水管２４が懸垂配設され、揚水管２４の下端部に設けられる吸込ベルマウス（図示せず）がポンプ水槽１０内で没水される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の立軸ポンプにあっては、揚水管２４および吐出エルボ１８などの重量が、固定用フランジ２０で支持されている。これは、立軸ポンプを固定用フランジ２０で１点支持していることとなる。
【０００６】
ところで、図８のごとき１点支持構造において、一例として、図２（ａ）に示すごとく、立軸ポンプの１次固有振動数が２．５Ｈｚであり、２次固有振動数が１７．０Ｈｚであった。そして、立軸ポンプを運転周波数が１６．２５Ｈｚとなる状態で運転した場合に、この運転周波数と２次固有振動数が近接しているために共振現象を生じ、運転中の立軸ポンプの振動がかなり大きなものとなる。その振幅値は、一例として、実測値で約１００μｍにもなっていた。
【０００７】
立軸ポンプの固有振動数は、揚水管２４や吐出エルボ１８の肉厚を変えてその重量を変更することで、当然に変更でき、運転周波数から２次固有振動数を離すことは、理論的には可能である。しかしながら、揚水管２４や吐出エルボ１８の肉厚は、据え付けが容易であることや経済的に安価であるためには、なるべく重量を軽くすべく肉厚の薄いことが望ましく、一方吐出流体による内圧に対する充分な機械的な強度を充たすためには一定以上の肉厚が必要であり、双方の要件のバランスに配慮して適正な肉厚に設定されている。そこで、単に固有振動数を変更するという観点から、肉厚を変更することは現実的に不可能である。また、既存の立軸ポンプにあっては、揚水管２４および吐出エルボ１８の肉厚を変更して固有振動数を変更することは、全く不可能である。
【０００８】
そこで、発明者は、揚水管２４および吐出エルボ１８の肉厚を変更することなしに固有振動数を変更する手段として、立軸ポンプの支持構造を１点支持構造から２点支持構造に変更することに想到した。
【０００９】
本発明は、上述のごとき事情によりなされたもので、立軸ポンプを２点支持することによって運転周波数から固有振動数を離して、共振現象が生じないようにした立軸ポンプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の立軸ポンプは、床に穿設したポンプ設置孔を経て吐出エルボに連結された揚水管をポンプ水槽に懸垂配設する立軸ポンプにおいて、前記ポンプ設置孔に同心状にベース部材を配設固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に設けた固定用フランジを前記ベース部材の上部に固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に前記固定用フランジより下側に設けた規制用フランジを前記ベース部材の下部に固定して構成されている。
【００１１】
また、床に穿設したポンプ設置孔を経て吐出エルボに連結された揚水管をポンプ水槽に懸垂配設する立軸ポンプにおいて、前記ポンプ設置孔と同心状で前記床に支持部材を配設固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に設けた固定用フランジを前記支持部材の上部に固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に前記固定用フランジより下側に設けた規制用フランジを前記支持部材の下部に固定して構成しても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の立軸ポンプの第１実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。図２は、立軸ポンプの固有振動数と運転周波数を示す図であり、（ａ）は従来の１点支持構造の固有振動数を示し、（ｂ）は本発明の第１実施例の２点支持構造の固有振動数を示す。図１において、図８と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１３】
図１において、ポンプ設置孔１４にベース部材３０が配設される。このベース部材３０は、ポンプ設置孔１４に同心状に嵌合する円筒部材３０ａとのその上端部で外側に張り出す支持フランジ３０ｂとその下端部で内側に張り出す規制支持部３０ｃとが一体的に構成されている。規制支持部３０ｃには、揚水管２４が貫通する内孔が穿設されることは勿論である。そして、支持フランジ３０ｂがボルトなどにより床１２に固定され、また円筒部材３０ａがポンプ設置孔１４の内周壁に図示しないボルトなどで固定される。
【００１４】
吐出エルボ１８は、下端に設けられた外側に大きく張り出す固定用フランジ２０がベース部材３０の支持フランジ３０ｂに載せられてボルトなどで固定される。また、揚水管２４に、規制支持部３０ｃに臨んで、外側に張り出す規制用フランジ３２が設けられ、この規制用フランジ３２がベース部３０の規制支持部３０ｃに載せられてボルトなどで適宜に固定される。
【００１５】
そして、吐出エルボ１８の下端に設けられた固定用フランジ２０に、揚水管２４の上端に設けられた連結用フランジ２６が連結固定されて、吐出エルボ１８に揚水管２４が連結される。また、規制用フランジ３２と連結用フランジ２６には適宜なリブ３４，３４…が設けられて、所望の機械的強度とされる。なお、ベース部材３０の支持フランジ３０ｂと吐出エルボ１８の固定用フランジ２０の間、またはベース部材３０の規制支持部３０ｃと揚水管２４に設けた規制用フランジ３２の間、または吐出エルボ１８の固定用フランジ２０と揚水管２４の連結用フランジ２６の間に、必要があれば適宜にスペーサを介装して、取付寸法の調整がなされる。
【００１６】
図１に示す構成からなる第１実施例にあっては、実質的に吐出エルボ１８が床１２に固定され、揚水管２４がポンプ設置孔１４の内周面に固定され、立軸ポンプの２点支持構造が構成される。そして、図２（ｂ）に示すごとく、２点支持構造とすることで、図８に示す従来例と同じ立軸ポンプであっても、その固有振動数が変化し、１次振動数が４．２５Ｈｚに、２次固有振動数が２３．８Ｈｚに変化した。この結果、立軸ポンプを運転周波数が１６．５Ｈｚとなる状態で運転した場合に、運転周波数と固有振動数が離れていて、立軸ポンプに共振現象を生じることがない。そこで、運転周波数の１６．５Ｈｚで、立軸ポンプの振幅値は、実測値で約９μｍと従来の振幅値の約１／１０まで低減された。
【００１７】
次に、本発明の第２実施例を図３を参照して説明する。図３は、本発明の立軸ポンプの第２実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。図３において、図１および図８と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１８】
図３において、図１に示す第１実施例と相違するところは、以下の点にある。まず、ベース部材３０の規制支持部３０ｃの内側端面を上方が広いテーパ面３０ｄに形成し、揚水管２４に設けられた規制用フランジ３２の外側端面を上方が広いテーパ面３２ａに形成する。規制支持部３０ｃのテーパ面３０ｄと規制用フランジ３２のテーパ面３２ａのテーパ角度は同じに形成される。そして、吐出エルボ１８の下端に設けられた連結用フランジ２２と、揚水管２４の上端に設けられた連結用フランジ２６が連結された状態で、ベース部材３０に対して揚水管２４を吊り降ろして、規制支持部３０ｃのテーパ面３０ｄに、規制用フランジ３２のテーパ面３２ａを嵌合させて固定される。さらに、吐出エルボ１８の固定用フランジ２０がベース部材３０の支持フランジ３０ｂに適宜に固定される。なお、適宜な箇所にスペーサなどを介装して適宜に寸法調整を行うことは、第１実施例と同様である。
【００１９】
かかる構成の第２実施例にあっては、規制用フランジ３２の固定、すなわち揚水管２４の固定にボルトなどを必要とせず、立軸ポンプの据え付け作業が容易である。また、テーパ面３０ｄ、３２ａの嵌合により、立軸ポンプの芯出し作業が容易である。
【００２０】
さらに、本発明の第３実施例を図４を参照して説明する。図４は、本発明の立軸ポンプの第３実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。図４において、図１と図３および図８と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２１】
図４において、図１に示す第１実施例と相違するところは、以下の点にある。まず、床１２の上面に、ポンプ設置孔１４と同心状に支持部材４０がボルトなどで配設固定される。この支持部材４０は、円筒状部材４０ａの上端部に外側に張り出す支持フランジ４０ｂが一体的に設けられ下端部に内側に張り出す規制支持部４０ｃが一体的に設けられる。この円筒状部材４０ａと支持フランジ４０ｂおよび規制支持部４０ｃからなる支持部材４０は、立軸ポンプを固定するための一種のポンプ架台であり、リブ４２，４２…などで必要な機械的強度に構成されることは勿論である。そして、揚水管２４に設けた規制用フランジ３２が規制支持部４０ｃにボルトなどで固定され、また吐出エルボ１８に設けられた固定用フランジ２０が支持フランジ４０ｂにボルトなどで固定される。なお、図４にあっては吐出エルボ１８の下端に固定用フランジ２０が設けられ、揚水管２４の上端に設けた連結用フランジ２６が固定用フランジ２０に連結されている。
【００２２】
かかる構成の第３実施例にあっては、床１２に載せて固定される支持部材４０に吐出エルボ１８の固定用フランジ２０と揚水管２４の規制用フランジ３２をそれぞれ固定するので、ポンプ設置孔１４内で規制用フランジ３２を固定するのに比較して、その作業が容易である。そして、円筒状部材４０ａを含んで支持部材４０を構成するので、比較的に簡単な構造で機械的強度の強いものを構成できる。なお、支持部材４０は、角筒状部材を含んで構成しても良く、さらには形鋼を適宜に組み合わせて構成しても良いことは勿論である。
【００２３】
また、本発明の第４実施例を図５を参照して説明する。図５は、本発明の立軸ポンプの第４実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。図５において、図１と図３と図４および図８と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２４】
図５において、図４に示す第３実施例と相違するところは、以下の点にある。まず、支持部材４０の規制支持部４０ｃの内側端面が上方が広いテーパ面４０ｄに形成され、揚水管２４に設けられた規制用フランジ３２の外側端面が上方が広いテーパ面３２ａに形成される。規制支持部４０ｃのテーパ面４０ｄと規制用フランジ３２のテーパ面３２ａのテーパ角度は同じに形成される。また、揚水管２４の上端に固定用フランジ２０が設けられる。そこで、支持部材４０に対して揚水管２４を吊り降ろして、規制支持部４０ｃのテーパ面４０ｄに規制用フランジ３２のテーパ面３２ａを嵌合固定し、固定用フランジ２０を支持部材４０の支持フランジ４０ｂにボルトなどで固定される。さらに、固定用フランジ２０に吐出エルボ１８の下端に設けられた連結用フランジ２２が連結される。
【００２５】
そしてまた、本発明の第５実施例を図６を参照して説明する。図６は、本発明の立軸ポンプの第５実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。図６において、図１と図３ないし図５および図８と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２６】
図６において、図３に示す第２実施例と相違するところは、以下の点にある。吐出エルボ１８に固定用フランジ２０が設けられるとともに下端に規制用フランジ３２が設けられる。規制用フランジ３２と規制支持部３０ｃの端面は、ともに上方が広いテーパ面３２ａ、３０ｄに形成される。そして、揚水管２４の上端に設けられた連結用フランジ２６が、吐出エルボ１８の下端に設けられた規制用フランジ３２に連結される。
【００２７】
そしてさらに、本発明の第６実施例を図７を参照して説明する。図７は、本発明の立軸ポンプの第６実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。図７において、図１と図３ないし図６および図８と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２８】
図７において、図５に示す第４実施例と相違するところは、以下の点にある。支持部材４０の円筒状部材４０ａの上部に内側に張り出して支持フランジ４０ｂが設けられる。そこで、この支持フランジ４０ｂに、揚水管２４の上端に設けられた固定用フランジ２０がボルトなどで適宜に固定される。
【００２９】
なお、上記実施例において、固定用フランジ２０および規制用フランジ３２は、吐出エルボ１８または揚水管２４のいずれに設けられていても良い。そして、吐出エルボ１８と揚水管２４が、適宜に連結される構造であれば良い。また、固定用フランジ２０は、ベース部材３０または支持部材４０の上端部に限られずその上部の固定されれば良く、規制用フランジ３２は、ベース部材３０または支持部材４０の下端部に限られずその下部に固定されれば良い。さらに、上記実施例では、ベース部材３０の下端は、ポンプ設置孔１４の下端と一致するように設けられているが、これに限られず、ベース部材３０の下端がポンプ設置孔１４より下側に伸ばして構成されても良い。そしてさらに、規制支持部３０ｃ、４０ｃに対する規制用フランジ３２の固定は、ボルトによる固定とテーパ面の嵌合による固定のいずれが採用されても良い。ここで、ボルトによる固定にあっては、規制支持部３０ｃ、４０ｃの上側に規制用フランジ３２を配設して固定するものに限られず、規制支持部３０ｃ、４０ｃの下側に規制用フランジ３２を配設してボルトで固定しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の立軸ポンプは構成されているので以下のごとき格別な効果を奏する。
【００３１】
請求項１記載の立軸ポンプにあっては、ポンプ設置孔に配設固定されたベース部材の上部と下部に、吐出エルボと揚水管が連結されて一体化されたものを２点支持で固定する構造としたので、従来のごとく吐出エルボの１箇所で固定される１点支持構造ではその固有振動数が運転周波数に近くて共振現象を生ずる立軸ポンプであっても、支持構造の違いにより固有振動数が変化して運転周波数から離すことができる。そこで、共振現象を生ずることがなくなり、それだけ立軸ポンプの振動による振幅値が小さくなり、軸受や羽根車などを振動で損傷させることがない。また、騒音を抑制することができる。
【００３２】
請求項２記載の立軸ポンプにあっては、ポンプ設置孔に配設固定したベース部材の円筒部材の上部に設けた支持フランジと下部に設けた規制支持部に、立軸ポンプを２点支持構造で固定するので、その構造が比較的に簡単でしかも容易に堅牢に構成することができる。
【００３３】
請求項３記載の立軸ポンプにあっては、２つのテーパ面の嵌合によって、立軸ポンプの２点支持構造のうちの一方のポンプ設置孔内の支持構造を形成するので、その分ボルトの固定作業などが必要でなく、しかも容易にテーパ面で芯出しでき、立軸ポンプの据え付け作業が容易である。
【００３４】
請求項４記載の立軸ポンプにあっては、床に配設固定した支持部材に２点支持構造で固定するので、ポンプ設置孔内で固定する作業に比較して、立軸ポンプの据え付けが容易である。
【００３５】
請求項５記載の立軸ポンプにあっては、床に配設固定された支持部材に一体的に設けた支持フランジと規制支持部にそれぞれ固定して、２点支持構造とするので、立軸ポンプを固定する構造が比較的に簡単である。
【００３６】
請求項６記載の立軸ポンプにあっては、支持部材に立軸ポンプを２点支持で固定する一方の支持構造を２つのテーパ面を嵌合させて構成するので、それだけ据え付け作業が容易であるとともに、テーパ面により立軸ポンプの芯出し作業が容易である。
【００３７】
請求項７記載の立軸ポンプにあっては、支持部材を円筒状部材を含んで構成するので、比較的に簡単な構造で機械的強度の強い支持部材を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立軸ポンプの第１実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【図２】立軸ポンプの固有振動数と運転周波数を示す図であり、（ａ）は従来の１点支持構造の固有振動数を示し、（ｂ）は本発明の第１実施例の２点支持構造の固有振動数を示す。
【図３】 本発明の立軸ポンプの第２実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【図４】 本発明の立軸ポンプの第３実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【図５】 本発明の立軸ポンプの第４実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【図６】 本発明の立軸ポンプの第５実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【図７】 本発明の立軸ポンプの第６実施例を、ポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する支持構造を示す要部の一部切り欠き図である。
【図８】 立軸ポンプをポンプ設置孔を経てポンプ水槽に懸垂配設する従来の支持構造を示す要部の一部切り欠き図である
【符号の説明】
１０ ポンプ水槽
１２ 床
１４ ポンプ設置孔
１８ 吐出エルボ
２０ 固定用フランジ
２４ 揚水管
３０ ベース部材
３０ａ 円筒部材
３０ｂ，４０ｂ 支持フランジ
３０ｃ，４０ｃ 規制支持部
３０ｄ，３２ａ、４０ｄ テーパ面
３２ 規制用フランジ
４０ 支持部材
４０ａ 円筒状部材

Claims (7)

1. 床に穿設したポンプ設置孔を経て吐出エルボに連結された揚水管をポンプ水槽に懸垂配設する立軸ポンプにおいて、前記ポンプ設置孔に同心状にベース部材を配設固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に設けた固定用フランジを前記ベース部材の上部に固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に前記固定用フランジより下側に設けた規制用フランジを前記ベース部材の下部に固定して構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
2. 請求項１記載の立軸ポンプにおいて、前記ベース部材を円筒部材の上部に外側または内側に張り出す支持フランジと下部に内側に張り出す規制支持部を設けて形成し、前記固定用フランジを前記支持フランジに固定し、前記規制用フランジを前記規制支持部に固定して構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
3. 請求項１記載の立軸ポンプにおいて、前記ベース部材を円筒部材の上部に外側または内側に張り出す支持フランジと下部に内側に張り出す規制支持部を設けて形成し、しかも前記規制支持部の内側端面を上方が広いテーパ面とし、前記固定用フランジを前記支持フランジに固定し、前記規制用フランジの外側端面を上方が広いテーパ面として前記規制支持部の内側端面に嵌合して構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
4. 床に穿設したポンプ設置孔を経て吐出エルボに連結された揚水管をポンプ水槽に懸垂配設する立軸ポンプにおいて、前記ポンプ設置孔と同心状で前記床に支持部材を配設固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に設けた固定用フランジを前記支持部材の上部に固定し、前記吐出エルボまたは揚水管に前記固定用フランジより下側に設けた規制用フランジを前記支持部材の下部に固定して構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
5. 請求項４記載の立軸ポンプにおいて、前記支持部材の上部に外側または内側に張り出す支持フランジと下部に内側に張り出す規制支持部を設け、前記固定用フランジを前記支持フランジに固定し、前記規制用フランジを前記規制支持部に固定して構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
6. 請求項４記載の立軸ポンプにおいて、前記支持部材の上部に外側または内側に張り出す支持フランジと下部に内側に張り出す規制支持部を設け、しかも前記規制支持部の内側端面を上方が広いテーパ面とし、前記固定用フランジを前記支持フランジに固定し、前記規制用フランジの外側端面を上方が広いテーパ面として前記規制支持部の内側端面に嵌合して構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
7. 請求項４記載の立軸ポンプにおいて、前記支持部材を円筒状部材を含んで構成したことを特徴とする立軸ポンプ。

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