JP4844380B2 - 立軸ポンプの内部観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、立軸ポンプの内部観察装置に係り、更に詳しくは、排水機場等に設置された大型の立軸ポンプの内部観察装置に関する。

排水機場等に設置された立軸ポンプにおいては、長期間使用すると、その内部の部品が腐食あるいは異物の噛み込みによる破損によって、性能が低下することがあるので、内部の部品の損傷状態を定期的かつ定量的に把握するための点検作業が要求されている。

この点検作業には、種々の方策があるが、立軸ポンプを排水機場等に設置した状態で、ポンプ内部の各部品の摩耗状況を確認するために、ポンプケーシングの内部の部品に消耗部材を設け、ファイバースコープなどの画像取得手段をポンプケーシングの外部からポンプケーシングの内部の所定の消耗部材まで案内する導管を、ポンプケーシングの側部に設けるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−１６１７９０号公報

上記従来技術の計測方式では、立軸ポンプを排水機場等に設置した状態で、ポンプ内部の各部品の摩耗状況を確認することができるという利点を有している。ポンプ内部の各部品の摩耗状況の観察は、立軸ポンプの管理及び信頼性のために重要である。

しかしながら、上述したポンプ内部の各部品の摩耗状況の観察は、立軸ポンプを停止した状態で行われるが、この際、立軸ポンプ内には、排水機場の水位と同水位の水が侵入しており、例えば、羽根車、その上部に配置された下側水中軸受、案内羽根は、水没状態となっている。また、ポンプ内に侵入している水は、混濁した状態を呈していたり、ごみ等が混在していることがある。このため、ファイバースコープなどの画像取得手段によって、ポンプ内部の各部品の摩耗状況を観察する場合、ファイバースコープなどの画像取得手段による光路を確保することができず、その内部の各部品の認識が極めて困難であった。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、ポンプ内部の各部品の観察を行うことができる立軸ポンプの内部観察装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明は、ポンプケーシング内の部品の損傷、摩耗状態を、画像取得手段によって観察する立軸ポンプの内部観察装置において、前記ポンプケーシングに、前記ポンプケーシング内の水をケーシング外に押し出すための圧力空気供給管の接続口を設け、前記ポンプケーシングの吐出側に、その吐出側を閉塞する弁を設け、前記ポンプケーシングの側部に、前記画像取得手段を前記ポンプケーシングのベルマウスの下方からポンプ内部に案内するためのガイド体を設けたことを特徴とする。

また、第２の発明は、ポンプケーシング内の部品の損傷、摩耗状態を、画像取得手段によって観察する立軸ポンプの内部観察装置において、前記ポンプケーシング内の水をケーシング外に押し出すための圧力空気供給管を、前記ポンプケーシングに設けた圧力計、排気弁等の接続口に選択的に接続可能にし、前記ポンプケーシングの吐出側に、その吐出側を閉塞する弁を設け、前記ポンプケーシングの側部に、前記画像取得手段を前記ポンプケーシングのベルマウスの下方からポンプ内部に案内するためのガイド体を設けたことを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記画像取得手段は、ファイバーケーブルであることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記ガイド体は、据付用ベースに設けた固定装置によって保持されていることを特徴とする。

本発明の立軸ポンプの内部観察装置によれば、立軸ポンプの停止時に、ケーシング内に残留している水を圧力空気によってケーシング外に押し出し、ケーシング内を空気の雰囲気状態にして、内部の部品をファイバースコープで観察することができるので、ポンプ内部の部品の摩耗、損傷状態を確認することができる。その結果、ポンプの分解整備の判定作業の精度が向上し、ポンプ設備の保守管理の信頼性を高めることができる。

以下、本発明の立軸ポンプの内部観察装置及び内部観察方法の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の立軸ポンプの内部観察装置の一実施の形態を備えた立軸ポンプの全体構成を示す断面図である。この図１において、立軸ポンプは、下端側に位置する吸込ベルマウス１と、この吸込ベルマウス１の上端に連結したインペラケーシング２と、このインペラケーシング２の上端に連結されインペラケーシング２を水槽３内に吊り下げる吊下管４と、この吊下管４の上端に接続される吐出曲管５とを備えている。インペラケーシング２、吊下管４、吐出曲管５は、揚水管路としてのポンプケーシングを構成する。

インペラケーシング２内には、複数の羽根６を有する羽根車７が配置されている。この羽根車７には回転軸８が連結されている。この羽根車７の回転軸８は、吐出曲管５、吊下管４、及びインペラケーシング２内を通って鉛直方向に延びており、インペラケーシング２内の下側水中軸受９と吊下管４内の上側水中軸受１０とによって回転可能に支持されている。回転軸８の上端は吐出曲管５から上方に突出し、駆動源（図示せず）に連結されている。

羽根車７の上部には、前述した下側水中軸受９を保持する保持体１１が設けられている。この保持体１１の外周面とインペラケーシング２の内面との間には、複数の案内羽根１２が設けられている。

上述のように構成された立軸ポンプは、その吸込ベルマウス１及びインペラケーシング２が水槽３内の貯留水に水没するように、水槽３上部のポンプ据付床１３に形成された挿通孔１４を通して下方に延び、吊下管４の上端側に設けた据付用ベース１５を介してポンプ据付床１３に固定されている。吐出曲管５の吐出側には、ポンプケーシング内を気密にするための弁１６が開閉可能に設けられている。

据付用ベース１５には、羽根車７の羽根６を観察するために、画像取得手段を構成するファイバースコープのファイバーケーブル１７の先端を吸込ベルマウス１の外側から下端側を経由してその内側の羽根車７の羽根６部分に案内する管状の第１のガイド体１８と、その固定装置１９とが設けられている。この第１のガイド体１８とその固定装置１９との詳細な構成を、図２を用いて説明する。
図２において、図１に示す符号と同符号のものは同一部分である。据付用ベース１５には、第１のガイド体１８の挿通孔２０が開けられている。この挿通孔２０に対応する据付用ベース１５には、固定装置１９が設けられている。この固定装置１９は、据付用ベース１５の上面に固定されるフランジ部１９１と、このフランジ部１９１に一体に設けた円筒部１９２と、この円筒部１９２に設けた固定用ボルト１９３とで構成されている。

図１に戻り、第１のガイド体１８は、先端側に形成され、吸込ベルマウス１内に挿入される第１の直線部１８１と、この第１の直線部１８１に連結する曲がり部１８２と、この曲がり部１８２に連結し、据付用ベース１５の上面側に引き出される第２の直線部１８３とで構成されている。この第１のガイド体１８における第２の直線部１８３上端側は、固定装置１９の円筒部１９２内に上下動及び回転可能に挿入され、図２に示すように、固定用ボルト１９３によって固定されている。また、第１のガイド体１８における第２の直線部１８３上端側には、円筒部１９２の上面に当接し、下方への落下を防止するためのフランジ１８４が設けられている。

この第１のガイド体１８は、ポンプの駆動時、吸い込み抵抗を与えないようにするために、図２の２点鎖線で示すように、吸込ベルマウス１の側方部に待避されている。この待避操作は、第１のガイド体１８の上端を把持した状態で、固定装置１９の固定用ボルト１９３を緩めた後、第１のガイド体１８を下方に押し下げて、第１のガイド体１８の第１の直線部１８１の上端が吸込ベルマウス１の下端より下側に位置させる。

次に、第１のガイド体１８を固定装置１９の円筒部１９２で回転させて、第１のガイド体１８の第１の直線部１８１を吸込ベルマウス１の側方部に待避されることにより、可能である。その後、第１のガイド体１８の第２の直線部１８３上端側を、固定用ボルト１９３によって固定装置１９の円筒部１９２に固定する。

また、図１の２点鎖線で示すように、第１のガイド体１８を上方に引き上げておけば、吸込ベルマウス１での吸い込み時の乱流発生を多少なりとも、抑制することができる。

また、上述とは、逆の手順で第１のガイド体１８を操作することにより、第１のガイド体１８の第１の直線部１８１の上端を、吸込ベルマウス１内に位置させることができる。

上述したように、第１のガイド体１８は上下動及び回転動されるので、この第１のカイド体１８の曲がり部１８２は、吸込ベルマウス１の下端との干渉を回避できるような曲率になっている。

また、第１のガイド体１８の第１の直線部１８３の上端の外周面には、第１の直線部１８１上端の対応位置を示すための刻印、線等による目印が設けられている。

図１に戻り、ポンプケーシングの一方の側部（図１の左側）には、案内羽根１２を観察するために、画像取得手段を構成するファイバースコープのファイバーケーブル１７の先端を案内羽根１２部分に案内する管状の第２のガイド体２０が配設されている。具体的には、第２のガイド体２０の先端側は、案内羽根１２の下側に対向するようにインペラケーシング２に取付られ、その上端は据付用ベース１５の上面側に引き出されるように据付用ベース１５に固定されている。

ポンプケーシングの他方の側部（図１の右側）には、回転軸８を観察するために、画像取得手段を構成するファイバースコープのファイバーケーブル１７の先端を下側水中軸受９上方における回転軸８部分に案内する管状の第３のガイド体２１が配設されている。具体的には、第３のガイド体２１の先端側は、下側水中軸受９上方における回転軸８部分に対向するように吊下管４に取付られ、その上端は据付用ベース１５の上面側に引き出されるように据付用ベース１５に固定されている。

吐出曲管５の下側部には、吊下管４内を観察するために、画像取得手段を構成するファイバースコープのファイバーケーブル１７の先端を吊下管４内に導入可能にする管状の第４のガイド体２２が配設されている。

吐出曲管５の上側部には、圧力空気供給管接続口２３、圧力計接続口２４が設けられている。この圧力空気供給管接続口２３及び圧力計接続口２４は、通常、蓋により閉じられている。ポンプケーシング内部の各部品の損傷、摩耗等を観察する場合に、圧力空気供給管接続口２３に圧力空気供給管２５が接続される。この圧力空気供給管２５は、圧力空気を発生する圧縮機２６に連結している。

前述した画像取得手段を構成するファイバースコープのファイバーケーブル１７の先端には、光学系レンズを備え、その基端側には光源装置２７，走査装置２８，モニタ２９，画像収録装置３０等が接続されている。

次に、上述した本発明の立軸ポンプの内部観察装置の一実施の形態の動作を図１及び図２を用いて説明する。
観察前の準備として、立軸ポンプを停止させた状態において、まず、吐出曲管５の吐出側における弁１６を閉じる。次に、圧力空気供給管接続口２３に、圧縮機２６に連結している圧力空気供給管２５を接続する。次に、圧縮機２６を駆動して、圧縮機２６からの圧力空気を圧力空気供給管２５を通して、ポンプケーシング内に供給し、ポンプケーシング内の水を押し下げて、ポンプケーシング内の水没部分を圧力空気に置換する。これにより、インペラケーシング２の内面、インペラケーシング２内の複数の羽根６、羽根車７、回転軸８、下側水中軸受９等の観察対象箇所は、ポンプ内に侵入している水は、混濁した状態を呈していたり、ごみ等が混在している水中から除外されているので、ファイバースコープなどの画像取得手段による光路を確保することができる。

その結果、ポンプケーシング内の各部品の認識が確実になり、観察性能を向上させることができる。

また、インペラケーシング２の内面、インペラケーシング２内の複数の羽根６、羽根車７、回転軸８、下側水中軸受９等の観察対象箇所に付着した水滴、塵等は、圧力空気によって吹き飛ばされているので、観察対象箇所を綺麗な状態で観察することができる。（ポイントでは）
ポンプケーシング内の水没部分が圧力空気で置換されたか否かは、ポンプケーシングにおける吸込ベルマウス１の吸い込み口部分から流出した気泡が水面に発生したことにより、確認することができる。

次に、上述した観察前の準備作業が完了した後、図１の２点鎖線で示すように、吸込ベルマウス１の側方部に待避されている第１のガイド体１８の第２の直線部１８３の上端側を、固定用ボルト１９３によって固定装置１９の円筒部１９２に対する固定を解除する。

次に、第１のガイド体１８を下方向への移動、回転及び上方向への移動によって、その第１の直線部１８１の上端を吸込ベルマウス１の下端よりその内部の圧力空気に置換された内部側からインペラ６の近傍に位置させたのち、第１のガイド体１８の第２の直線部１８３上端側を、固定用ボルト１９３によって固定装置１９の円筒部１９２に固定する。

次に、地上部に設置した光源装置２７，走査装置２８，モニタ２９，画像収録装置３０等の電源を投入後、モニタ２９で画像取得手段を構成するファイバースコープのファイバーケーブル１７先端の光学系レンズからの撮像情報を観察しながら、ファイバーケーブル１７の先端を第１のガイド体１８に挿入し、その光学系レンズを備える先端を、第１のガイド体１８を下方向への移動、回転及び上方向への移動によって、その第１の直線部１８１の上端から露出させる。

この状態において、ファイバーケーブル１７の先端を走査装置２８によって走査することにより、インペラ６の表面をモニタ２８によって観察することができる。このファイバーケーブル１７で取得した観察データは、必要に応じて画像収録装置２９に記憶することができる。

また、観察時に際して、第１のガイド体１８を、上下動させることで、拡大観察も可能である。また、第１のガイド体１８を回転させたり、回転軸８を手動により微動回転させることで、インペラ６表面近傍の全域を観察することができる。更に、光源装置２７からの照明を調整することも、観察上有効である。

また、第２のガイド体２０、第３のガイド体２１、第４のガイド体２２に、それぞれ、または選択的にファイバーケーブル１７を挿入することにより、当該箇所の腐食、損傷状態を観察することができる。

この実施の形態によれば、立軸ポンプの停止時に、ケーシング内に残留している水を圧力空気によってケーシング外に押し出し、ケーシング内を空気の雰囲気状態にして、内部の部品をファイバースコープで観察することができるので、ポンプ内部の部品の摩耗、損傷状態を確認することができる。その結果、ポンプの分解整備の判定作業の精度が向上し、ポンプ設備の保守管理の信頼性を高めることができる。

図３は、本発明の立軸ポンプの内部観察装置の他の実施の形態を備えた立軸ポンプの全体構成を示す断面図である。この図３において、図１と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明を省略する。
この実施の形態は、圧力空気供給管接続口２３に、圧縮機２６に連結している圧力空気供給管２５を接続した後、圧縮機２６を駆動して、圧縮機２６からの圧力空気を圧力空気供給管２５を通して、ポンプケーシング内に供給し、ポンプケーシング内の水を押し下げて、ポンプケーシング内の水没部分を圧力空気に置換する。

この状態において、既設されている圧力計接続口２４を用いて、この圧力計接続口２４からポンプケーシング内に、ファイバーケーブル１７を挿入するように構成したものである。これにより、インペラケーシング２の内面、インペラケーシング２内の複数の羽根６、羽根車７、回転軸８、下側水中軸受９等の観察対象箇所は、ポンプ内に侵入している水は、混濁した状態を呈していたり、ごみ等が混在している水中から除外されているので、ファイバースコープなどの画像取得手段による光路を確保することができる。その結果、ポンプケーシング内の各部品の認識が確実になり、観察性能を向上させることができる。

この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、ポンプ内部の部品の摩耗、損傷状態を確認することができる。その結果、ポンプの分解整備の判定作業の精度が向上し、ポンプ設備の保守管理の信頼性を高めることができる。また、ファイバーケーブル１７を案内するためのガイド体が不要であるので、その作業費用、作業時間を大幅に低減することができる。

本発明の立軸ポンプの内部観察装置の一実施の形態を備えた立軸ポンプの全体構成を示す断面図である。 図１に示す本発明の立軸ポンプの内部観察装置の一実施の形態に用いられるガイド体の固定装置を拡大して示す断面図である。 本発明の立軸ポンプの内部観察装置の他の実施の形態を備えた立軸ポンプの全体構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 吸込ベルマウス
２ インペラケーシング
３ 水槽
４ 吊下管
５ 吐出曲管
６ 羽根
７ 羽根車
８ 回転軸
１１ 保持体
１２ 案内羽根
１３ ポンプ据付床
１５ 据付用ベース
１６ 弁
１７ ファイバーケーブル
１８ 第１のガイド体
１９ 固定装置
２０ 第２のガイド体
２１ 第３のガイド体
２２ 第４のガイド体
２３ 圧力空気供給管接続口
２４ 圧力計接続口
２５ 圧力空気供給管
２６ 圧縮機

Claims (4)

1. ポンプケーシング内の部品の損傷、摩耗状態を、画像取得手段によって観察する立軸ポンプの内部観察装置において、前記ポンプケーシングに、前記ポンプケーシング内の水をケーシング外に押し出すための圧力空気供給管の接続口を設け、前記ポンプケーシングの吐出側に、その吐出側を閉塞する弁を設け、前記ポンプケーシングの側部に、前記画像取得手段を前記ポンプケーシングのベルマウスの下方からポンプ内部に案内するためのガイド体を設けたことを特徴とする立軸ポンプの内部観察装置。
2. ポンプケーシング内の部品の損傷、摩耗状態を、画像取得手段によって観察する立軸ポンプの内部観察装置において、前記ポンプケーシング内の水をケーシング外に押し出すための圧力空気供給管を、前記ポンプケーシングに設けた圧力計、排気弁等の接続口に選択的に接続可能にし、前記ポンプケーシングの吐出側に、その吐出側を閉塞する弁を設け、前記ポンプケーシングの側部に、前記画像取得手段を前記ポンプケーシングのベルマウスの下方からポンプ内部に案内するためのガイド体を設けたことを特徴とする立軸ポンプの内部観察装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の立軸ポンプの内部観察装置において、前記画像取得手段は、ファイバーケーブルであることを特徴とする立軸ポンプの内部観察装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の立軸ポンプの内部観察装置において、前記ガイド体は、据付用ベースに設けた固定装置によって保持されていることを特徴とする立軸ポンプの内部観察装置。

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