JP4737717B2 - 横軸ポンプの水中軸受装置 - Google Patents

Description

この発明は、上水、下水、雨水或いは産業等の揚水や排水に使用するセラミックス軸受を使用する横軸ポンプに関し、特に、潤滑油を不要とする水中軸受の改良に関する。

従来の横軸斜流ポンプは図４に示すように、後端部を軸受箱５１に支架された水平状の主軸５２が、吸込ケーシング５３の背壁の軸封部５４を貫通して、吐出しケーシング５５に延設し、吐出しケーシング５５に配設した羽根車５６を止着してある。吐出しケーシング５５に配設した複数の案内羽根５７・・・に軸受ケーシング６７が連結してあり、軸受ケース５９に内設したメタル軸受６０が主軸５２に外嵌した軸受スリーブ６１に挿通してある。軸受ケース５９は軸受ハウジング６２に保持されて、軸受ケーシング６７の底部に立設した架台６３に支架してある。主軸５２の後端部の軸継手６４に原動機（図示せず）が連結してあり、羽根車５６を回転させて吸込ケーシング５３の吸込口５３ａから貯水槽等の水を吸上げて、揚水を吐出しケーシング５５の吐出口５５ａから排水する。軸受ケース５９に内設したメタル軸受６０にグリース配管６５が接続してあり、駆動時に主軸５２に連動連結した潤滑油ポンプ６６を作動して、潤滑油をメタル軸受６０に循環させて供給するようにしてある。また、水中軸受に潤滑性のよいセラミックス軸受を使用して水潤滑させる装置としては、水中軸受の近傍に立設した貯水室を軸受ケーシングに形成し、主軸に懸架したリングを回転させて貯水室の水を水中軸受に滴下する横軸ポンプは、例えば、特許文献１に記載してあるように公知である。

実開平５−３２７９３号公報（請求項１、図１）

従来の駆動時にメタル軸受に潤滑剤を供給する横軸ポンプは、メタル軸受に潤滑油を循環圧入するため、メタル軸受やグリース配管の接続部から潤滑油が外部に漏れる恐れがある。揚水した水に潤滑油が混入して環境を汚染することが懸念され、浄水や食品関連の分野では敬遠されている。この課題を解決するために、水中軸受にセラミックス軸受を使用して、滑動面に貯水室の水をリングで掻揚げる横軸ポンプは、環境を汚染することがなく揚水時には軸受ケーシングに水が充満して水潤滑が行なえるものであるが、リングによる水分供給では供給水量が少ないため、起動時の落水や管理運転時には、起動初期の短時間のドライ運転ができない。横軸ポンプの場合、常時軸受に荷重がかかるため、短時間（〜３０秒）の運転であってもゴム軸受の固着やセラミックス軸受の局所発熱による破損の恐れがある。貯水室に流入した泥やゴミの排出が出来ず、軸受の詰りによる破損の恐れもある。この発明は、軸受ケーシングに水中軸受を常時完全没水させた貯水室を形成して運転時の外部注水を不要とし、貯水室の洗浄と堆積物の排出を可能とした横軸ポンプを提供する。

この発明に係る横軸ポンプの水中軸受装置は、吐出しケーシングに延設した主軸に羽根車を止着して、主軸の先端部を水中軸受に支架した横軸ポンプにおいて、軸受ケーシングに主軸を挿通する封水板を止着して、軸受ケーシングの底部から仕切壁を立設し、封水板と仕切壁の上部に封水カバーを被覆して貯水室を形成し、水中軸受を常時水没させると共に、封水板の上方に給水口と、封水カバーに開口を設け、貯水室に外部注水を不要としたもので、横軸ポンプの起動時の落水や管理運転の気中運転においても、水中軸受が常時水に浸漬されて潤滑されるので損傷することがない。水中軸受の軸受部に水を浸透させて滑らかな主軸の滑動が可能となる。水中軸受に潤滑油を使用しないので、揚水による環境を汚染することがない。

貯水室の底部にフラッシング用の注水配管と堆積物を排出するドレン配管を連結すれば、水中軸受を浸漬する貯水室の洗浄と流入した泥やゴミの排出が可能となり、ゴミの詰りによる水中軸受の破損がない。

この発明の横軸ポンプの水中軸受装置は、陸上に設置してある横軸ポンプを真空吸引し、負圧により吸込ケーシングに水を揚水すれば、水が封水板の上部の給水口から軸受ケーシングに溢流し、封水カバーの開口から貯水室に流入する。貯水室の貯留水で主軸を軸支した水中軸受を浸漬させることができる。水位が低下して、空運転となった時にも貯水室の貯留水で水中軸受を潤滑させることができる。水没させた軸受部に潤滑油を使用しないので、揚水による環境を汚染することがない。必要に応じて貯水室に注水配管から水を噴射すれば、貯水槽と水中軸受を洗浄して、堆積物や微細粒子が混入する洗浄廃水をドレン配管から排出できる。横軸ポンプの構成部品を分解することなく、水中軸受を浸漬する貯水室内部のフラッシングが行なわれ、メンテナンス費用も安くなる。

この発明に係る横軸ポンプの水中軸受装置を図面に基づき詳述すると、図１は横軸斜流ポンプの縦断面図であって、案内羽根７に支架した軸受ケーシング１７の内部に貯水室１８が形成してあり、貯水室１８の底部に立設した架台１９に主軸２の先端部を軸支した水中軸受２０を配設してある。案内羽根７に沿って吐出しケーシング５の外部に連通するフラッシング用の注水配管２１と堆積物を排出するドレン配管２２が配設してあり、注水配管２１とドレン配管２２の一端を貯水室１８の底部に連結してある。必要に応じて、注水配管２１から貯水室１８に水を噴射すれば、水中軸受２０の滑動部分や貯水室１８に堆積する泥やゴミを流動させて洗浄し、洗浄廃水をドレン管２２から排出できる。横軸斜流ポンプの構成部品を分解することなく、貯水室１８のフラッシングが行なわれ、堆積物の詰りによる水中軸受の破損がなく、メンテナンス費用も安くなる。なお、図１に示す本願発明の横軸斜流ポンプは、図４の従来の横軸斜流ポンプに共通する構成部品は同じ作用を及ぼすものであり、符号１は軸受箱、符号３は吸込ケーシング、符号３ａは吸込口、符号４は軸封部、符号５ａは吐出口、符号１３は軸継手である。

図２は軸受ケーシングの要部縦断面図であって、この発明の実施例では、主軸２の先端部を軸支した水中軸受２０は、軸受ケース２３に内設されたセラミックス軸受２４が主軸２に外嵌した軸受スリーブ２５に滑動自在に挿通してある。セラミックス軸受２４を内設した軸受ケース２３は軸受ハウジング２６に保持されて、軸受ケーシング１７の底部に立設した架台１９に支架してある。なお、軸受ケース２３に内設するセラミックス軸受２４は、ゴム軸受としても良いものである。図２に示すように、貯水室１８の構成は、軸受ケーシング１７の羽根車６側の開口部に封水板２８が止着してあり、封水板２８に主軸２を挿通して貯水室軸封装置２９で軸封してある。軸受ケーシング１７の羽根車６側の上端部と封水板２８の間に間隙を設け、揚水した水を軸受ケーシング１７に溢流させる給水口３０が設けてある。軸受ケーシング１７の下側中間部から主軸２の先端部近傍に仕切壁３１が立設してあり、封水板２８と仕切壁３１の上端部に封水カバー３２を被覆して、水中軸受２０を内設した貯水室１８を形成してある。

図３は軸受ケーシングの要部横断面図であって、封水カバー３２の上部に開口３２ａが設けてあり、封水板２８の上方の給水口３０から軸受ケーシング１７に溢流した水を封水カバー３２の開口３２ａから流入させる。貯水室１８に貯水した水に主軸２を支架する水中軸受２０を浸漬し、セラミックス軸受２４を水で湿潤させる。貯水室１８に貯留する水が水中軸受２０を水没させる水没水位ＨＬとなり、起動時の落水や管理運転のドライ運転させる時にも、横軸斜流ポンプの水中軸受２０を潤滑させることができる。水中軸受２０の潤滑装置が簡単な構造で無給油化が可能となり、揚水した水に潤滑油が混入して環境を汚染することがない。

この発明に係る横軸ポンプの水中軸受装置は、軸受ケーシングに水中軸受を常時完全没水させた貯水室を形成して、運転時の外部注水を不要とし、貯水室の洗浄と堆積物の排出を可能としたので、横軸ポンプの起動時の落水や管理運転の気中運転においても、水中軸受が常時潤滑されるので損傷することがなく、潤滑油を使用しないので、揚水による環境を汚染することがない。そして、水中軸受を浸漬する貯水室内部のフラッシングが行なえるので、横軸ポンプの構成部品を分解する必要がなく、メンテナンス費用も安くなる。従って、環境負荷の低減と安全性が向上し、浄水場や食品関連にも使用できる横軸ポンプとなる。

この発明に係る水中軸受装置を配設した横軸斜流ポンプの縦断面図である。 同じく、横軸斜流ポンプの軸受ケーシングの要部縦断面図である。 同じく、横軸斜流ポンプの軸受ケーシングの要部横断面図である。 従来のメタル軸受を使用する横軸斜流ポンプの縦断面図である

２ 主軸
５ 吐出しケーシング
６ 羽根車
１７ 軸受ケーシング
１８ 貯水室
２０ 水中軸受
２１ 注水配管
２２ ドレン配管
２４ セラミックス軸受
２８ 封水板
３０ 給水口
３１ 仕切壁
３２ 封水カバー
３２ａ 開口

Claims (2)

1. 吐出しケーシング（５）に延設した主軸（２）に羽根車（６）を止着して、主軸（２）の先端部を水中軸受（２０）に支架した横軸ポンプにおいて、軸受ケーシング（１７）に主軸（２）を挿通する封水板（２８）を止着して、軸受ケーシング（１７）の底部から仕切壁（３１）を立設し、封水板（２８）と仕切壁（３１）の上部に封水カバー（３２）を被覆して貯水室（１８）を形成し、水中軸受（２０）を常時水没させると共に、封水板（２８）の上方に給水口（３０）と、封水カバー（３２）に開口（３２ａ）を設け、貯水室（１８）に外部注水を不要としたことを特徴とする横軸ポンプの水中軸受装置。
2. 上記貯水室（１８）の底部にフラッシング用の注水配管（２１）と堆積物を排出するドレン配管（２２）を連結したことを特徴とする請求項１に記載の横軸ポンプの水中軸受装置。