JP6646449B2

JP6646449B2 - 立軸ポンプ

Info

Publication number: JP6646449B2
Application number: JP2016005189A
Authority: JP
Inventors: 裕輔渡邊; 修作香川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-01-14
Also published as: JP2017125450A

Description

本発明は、立軸ポンプに関する。

従来の立軸ポンプ１の外観図を図５Ａに示す。一般に、立軸ポンプ１では、ポンプ床２上にあるモータ３から、ポンプ床２下に没水している羽根車（図示せず）までの間の縦方向の長さが大きい。従って、羽根車を収容するボウル部４に接続され、羽根車を回転させるモータ３の主軸（図示せず）が配置される揚水管５は、複数の揚水管（例えば５−１、５−２、５−３）をフランジ部６を介して互いに連結させることにより形成されている。また、揚水管５に剛性を付与するため、図５Ａに示すように揚水管５の外周面に補強リブ７が形成される場合もある。図５Ｂは、図５ＡのＡ−Ａ線断面図である。尚、図５Ｂにおいて、モータ３の主軸等、揚水管５の内部に配置される要素は図示を省略されている。

このような立軸ポンプ１の動作中には、時間の経過と共に振幅が増大する自励振動が生じる場合がある。そして、この自励振動は、主軸及び羽根車を含むロータ側だけでなく、ステータ側である揚水管５の影響が大きいことが分かっている。すなわち、揚水管５の減衰が小さいことが自励振動発生の要因のひとつである。

立軸ポンプの振動制御のための手段が、例えば、特開２０１２−６２８９２号に記載されている。特開２０１２−６２８９２号は、上昇管にホルダを固定し、ばね要素を介して振動要素をホルダに接続することを記載している。

特開２０１２−６２８９２号

本発明の一実施形態は、揚水管の減衰性能を向上させることによって、ポンプ全体の安定性を高めることができる立軸ポンプを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、揚水管内に羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、揚水管の外周面に減衰材が取り付けられている、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、揚水管の外周面に減衰材が取り付けられた簡易な構造で、立軸ポンプに生じる自励振動を抑制することができる。

本発明の一実施形態によれば、減衰材は、板状の弾性体である。

本発明の一実施形態によれば、減衰材は、板状の弾性体を含む積層板である。

本発明の一実施形態によれば、板状の弾性体は、ゴム板である。

本発明の一実施形態によれば、減衰材は、揚水管の外周面の全体に巻き付けられている。

本発明の一実施形態によれば、羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、揚水管内に羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、揚水管は、揚水管の長さ方向に互いに離間して配置される少なくとも２つのフランジ部を備えており、少なくとも２つのフランジ部の間に、揚水管の長さ方向に延在する一対の支持棒と支持棒の間に取り付けられる弾性体とを備える減衰バーが取り付けられている、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、フランジ部間のデッドスペースに配置された減衰バーによって、立軸ポンプに生じる自励振動を抑制することができる。

本発明の一実施形態によれば、弾性体はゴムで形成されている。

本発明の一実施形態によれば、羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、揚水管内に羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、揚水管はフランジ部を備えており、フランジ部に、揚水管の長さ方向に延在する複数の弾性部材が取り付けられており、弾性部材を介してリング状の錘がフランジ部に取り付けられている、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、フランジ部間のデッドスペースに配置された弾性部材及び錘によってダイナミックダンパーを形成し、これにより、立軸ポンプに生じる自励振動を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管の斜視図である。図１に示す揚水管の断面図である。本発明の第２実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管の斜視図である。本発明の第３実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管の部分斜視図である。従来の立軸ポンプの外観を示す図である。図５Ａに示す立軸ポンプを形成する揚水管の断面図である。

以下、図１〜図４に参照して、本発明の各実施形態を説明する。
［第１実施形態］

図１は、本発明の第１実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管１５を示す斜視図である。図２は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。揚水管１５は、必要とされる立軸ポンプの長さに応じて、図５Ａに示される揚水管５と同様に、複数の揚水管１５をフランジ部を介して連結することができる。図１及び図２に示されるように、揚水管１５は、管本体１５ａの上端部と下端部にそれぞれ形成される上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとを有する。また、本実施形態では、揚水管１５は、約９０度間隔で管本体１５ａの周囲に配置される補強リブ１７を備えている。補強リブ１７は、管本体１５ａの長さ方向に延在し、管本体１５ａに剛性を付与する機能を有する。しかし、本実施形態の立軸ポンプにおいて、補強リブ１７は必須の構成要素ではない。揚水管１５は、必ずしも補強リブ１７を備えていなくてもよい。

図１に示すように、本実施形態では、揚水管１５の外周面（本実施形態では管本体１５ａの外周面）に減衰材１８が取り付けられている。具体的には、互いに隣接する補強リブ１７、上部フランジ１６ａ、下部フランジ１６ｂにより画定される各空間内における、管本体１５ａの外周面に減衰材１８が取り付けられている。しかし、減衰材１８は、補強リブ１７を含む揚水管の外周面の全体を覆うように取り付けられていてもよい。また、管本体１５ａに補強リブ１７が形成されていない場合には、減衰材１８は、管本体１５ａの外周面の全体に巻き付けられていてよい。減衰材１８は、揚水管１５または管本体１５ａの外周面上に直接取り付けられてよい。

本実施形態では、減衰材１８は、板状の弾性体であり、具体的には、ゴム板である。板状の減衰材１８は、例えば接着剤を用いて、管本体１５ａの外周面に容易に貼りつけることができる。ポンプの動作中の振動により揚水管１５が曲げ変形すると、管本体１５ａに貼り付けられた減衰材１８も管本体１５ａに追従して曲げ変形するが、このとき、減衰材１８のゴム材料は、変形エネルギーを熱に変えて発散し、振動を吸収する。これにより、揚水管１５の振動が減衰される。ゴム板の厚さは、例えば、減衰能力確保の観点から管の厚さ以上であることが好ましい。

減衰材１８は、また、ゴム板と鋼板とを交互に重ね合わせて形成される積層板であってもよい。ゴム板と鋼板とを重ね合わせることにより、ゴム板の曲げ変形だけでなく、積層板のせん断変形による減衰を利用することができる。また、例えば、硬さの異なる複数のゴム板を鋼板を介して重ね合わせることにより、様々なレベルの振動に対応することができる。

また、複数本の揚水管１５が連結されて使用される場合、全ての揚水管１５の外周面に減衰材１８が取り付けられている必要はない。例えば、揚水管１５の固有振動数と共振する際の振動モードに基づいて、変形（ひずみ）が最も大きい部分に近い揚水管１５にのみ減衰材１８が取り付けられてもよい。
［第２実施形態］

図３は、本発明の第２実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管２５の斜視図である。第２実施形態は、減衰材が、図３に示す減衰バー３０により形成されている点が、第１実施形態と異なっている。その他の構成については、第１実施形態と実質的に同様であるので詳しい説明は省略する。

減衰バー３０は、揚水管２５の上部フランジ２６ａと下部フランジ２６ｂとの間に取り付けられており、揚水管２５の長さ方向に延在する一対の支持棒２８ａ、２８ｂと、支持棒２８ａ、２８ｂの間に取り付けられる弾性体２９とを備える。支持棒２８ａ、２８ｂは、例えば、揚水管２５の管本体２５ａと同様の材料で形成することができる。弾性体２９は、例えば、ゴムで形成することができ、その形状は特に限られないが、揚水管２５の長さ方向に一定の長さを有することが好ましい。ポンプの動作中に揚水管２５が曲げ変形すると、上部フランジ２６ａ及び／または下部フランジ２６ｂの変位に応じて減衰バー３０が曲げ変形する。このとき、弾性体２９のゴム材料は、変形エネルギーを熱に変えて発散し、振動を吸収する。これにより、揚水管２５の振動が減衰される。

尚、図３の例では、４つの減衰バー３０が、約９０度間隔で管本体２５ａの周囲に配置されているが、減衰バー３０の数及びその配置間隔は、図３の例に限られない。

また、複数本の揚水管２５が連結されて使用される場合、全ての揚水管２５に減衰バー３０が取り付けられている必要はない。例えば、揚水管２５の固有振動数と共振する際の振動モードに基づいて、変形（ひずみ）が最も大きい揚水管２５にのみ減衰バー３０が取り付けられていてもよい。

上部及び下部フランジ２６ａ、２６ｂに対する支持棒２８ａ、２８ｂの固定は、ボルト等の締結部材を用いて行うことができる。また、支持棒２８ａ、２８ｂに対する弾性体２９の固定は、接着剤等を用いて行うことができる。
［第３実施形態］

図４は、本発明の第３実施形態による立軸ポンプを形成する揚水管３５の部分斜視図である。第３実施形態では、減衰機構としてダイナミックダンパーが形成されている。尚、
図４の例では揚水管３５のフランジ間に補強リブは設けられていないが、第１及び第２実施形態と同様に、揚水管３５は補強リブを備えていてもよい。この例では、振動する対象物として揚水管の上部フランジ３６ａが利用され、補助的な質量体としてリング状の錘３８が付加されている。上部フランジ３６ａと錘３８とは、揚水管３５の長さ方向に延びる弾性部材３９によって連結されている。弾性部材３９は、ばね部材であってもよい。その他の構成については、第１及び第２実施形態と実質的に同様であるので詳しい説明は省略する。

ダイナミックダンパーは、揚水管３５の固有振動数に基づき、既知の手法を用いて最適な減衰を与えるように設計することができる。また、複数本の揚水管３５が連結されて使用される場合、上記減衰機構は、揚水管３５の各上部フランジ３６ａに形成されていてもよいし、一部の上部フランジ３６ａにのみ形成されていてもよい。例えば、揚水管３５の固有振動数と共振する際の振動モードに基づいて、変位が最も大きい揚水管３５の部分に近い上部フランジ３６ａに減衰機構を取り付けることができる。

本発明は、立軸ポンプに広く適用することができる。

１立軸ポンプ
２ポンプ床
３モータ
４ボウル部
５揚水管
６フランジ部
７補強リブ
１５揚水管
１５ａ管本体
１６ａ上部フランジ
１６ｂ下部フランジ
１７補強リブ
１８減衰材
２５揚水管
２６ａ上部フランジ
２６ｂ下部フランジ
２７補強リブ
２８ａ、２８ｂ支持棒
２９弾性体
３０減衰バー
３５揚水管
３５ａ管本体
３６ａ上部フランジ
３８錘
３９弾性部材

Claims

羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、前記揚水管内に前記羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、前記揚水管は、前記揚水管の長さ方向に互いに離間して配置される少なくとも２つのフランジ部を備えており、前記少なくとも２つのフランジ部の間に、前記揚水管の長さ方向に延在する一対の支持棒と前記支持棒の間に取り付けられる弾性体とを備える減衰バーが取り付けられている、立軸ポンプ。
前記弾性体は、ゴムで形成されている、請求項１に記載の立軸ポンプ。
羽根車を収容するボウル部に接続された揚水管を備え、前記揚水管内に前記羽根車を回転させるモータの主軸が配置された立軸ポンプであって、前記揚水管はフランジ部を備えており、前記フランジ部に、前記揚水管の長さ方向に延在する複数の弾性部材が取り付けられており、前記弾性部材を介してリング状の錘が前記フランジ部に取り付けられている、立軸ポンプ。