JP6786169B2 - 立軸ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、立軸ポンプに関するものである。

従来、回転軸を支持する軸受の摩耗状態を検知するためのセンサを備える立軸ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、回転軸と、羽根車と、回転軸を支持する軸受と、軸受を収容するガイドケーシングと、ガイドケーシングの外側から軸受の振動を検知する振動計（変位センサ）とを備えた立軸ポンプが開示されている。振動計は、回転軸を支持する軸受の摩耗状態を検知（推定）するために用いられる。

特開２００７−２８５２５３号公報

しかしながら、上記特許文献１の立軸ポンプでは、ガイドケーシングの外側に振動計が配置されており、軸受から離間した位置に振動計が配置されているため、精度よく軸受の摩耗状態を検知することができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、軸受の摩耗状態の検知精度を向上させることが可能な立軸ポンプを提供することである。

この発明の一の局面による立軸ポンプは、回転軸と、回転軸に取り付けられる羽根車と、回転軸を支持する軸受と、回転軸の変位を測定する変位センサと、変位センサが先端に取り付けられるセンサユニット本体とを含むセンサユニットと、センサユニットを挿入可能な挿入穴が外表面に設けられ、回転軸、羽根車および軸受が内側に配置される立軸ポンプ本体と、を備え、センサユニットは、挿入穴に対して挿抜可能に取り付けられており、挿入穴から軸受近傍まで延びるように配置され、立軸ポンプ本体は、軸受を支持する軸受支持部を含み、軸受支持部には、センサユニットが配置されるセンサユニット配置穴が設けられており、軸受支持部は、センサユニットが設けられる第１部分と、第１部分に隣接する第２部分とを有し、第１部分の厚みが第２部分の厚みよりも大きくなるように構成されている。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、回転軸の変位を測定する変位センサと変位センサが先端に取り付けられるセンサユニット本体とを含むセンサユニットを、挿入穴から軸受近傍まで延びるように配置する。これにより、回転軸の変位を測定することで間接的に軸受の摩耗状態を検知する変位センサを、挿入穴から立軸ポンプ本体内の軸受近傍に挿入することによって、変位センサを立軸ポンプ本体の外側から振動計を用いて振動を検知する場合と比較して、摩耗状態の検知対象である軸受の近傍に変位センサを配置することができるので、軸受の摩耗状態の検知精度を向上させることができる。また、センサユニットを、立軸ポンプ本体の挿入穴に対して挿抜可能に取り付ける。これにより、センサユニットを交換する場合にも、立軸ポンプ全体を分解することなく立軸ポンプ本体からセンサユニットを取り外すことができるので、センサユニット（変位センサ）の交換および設置を容易に行うことができる。したがって、本発明では、軸受の摩耗状態の検知精度を向上させながら、センサユニット（変位センサ）の交換および設置を容易に行うことができる。また、センサユニットをセンサユニット配置穴に配置することができるので、センサユニットが立軸ポンプ内を流れる水に直接さらされることや、センサユニットが水に含まれる異物に直接接触することを防止することができる。

この場合、好ましくは、軸受支持部は、平面視において、回転軸を中心とする半径方向に延びる複数のリブ部を有し、複数のリブ部の少なくとも１つには、センサユニット配置穴が設けられている。このように構成すれば、軸受を支持する軸受支持部のリブ部にセンサユニット配置穴が設けられるので、センサユニット配置穴を設ける専用の構成（部材）を別途設ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。その結果、装置構成を簡素化することができる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、変位センサは、軸受近傍で、回転軸に対向する位置に配置されている。このように構成すれば、変位センサによって、より精度よく回転軸の変位を測定することができる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、センサユニットは、複数設けられ、複数のセンサユニットは、平面視において、回転軸を中心とする半径方向で、互いに交差する方向に延びるように配置されている。このように構成すれば、複数のセンサユニットにより回転軸の水平方向（２軸方向）への変位を測定することができる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、立軸ポンプ本体には、センサユニットの挿入方向に直交する方向における変位センサの位置決めを行う嵌合部が設けられている。このように構成すれば、嵌合部により変位センサの挿入方向に直交する方向において変位センサが動くのを抑制することができるので、変位センサによって、より精度よく回転軸の変位を測定することができる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、センサユニット本体は、外表面に当接することにより、センサユニットの挿入方向における変位センサの位置決めを行う座部を有している。このように構成すれば、座部により、変位センサの挿入穴からの挿入位置を一定に保つことができるので、立軸ポンプ本体に対して、回転軸の変位の測定を行う所定位置に変位センサを配置することができる。その結果、変位センサによって、より精度よく回転軸の変位を測定することができる。

この場合、好ましくは、複数のセンサユニットは、略同じ高さ位置に配置されている。このように構成すれば、複数のセンサユニットが異なる高さ位置に配置されている場合と比較して、複数のセンサユニットにより回転軸の水平方向（２軸方向）への変位をより精度よく測定することができる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、センサユニット本体は、筒状の細長形状を有しており、センサユニットは、立軸ポンプ本体の外部からセンサユニット本体内に通されており、変位センサに接続されるケーブルを含む。このように構成すれば、ケーブルを筒状の細長形状を有するセンサユニット本体内に通すことができるので、ケーブルが立軸ポンプ内を流れる水に直接さらされることや、ケーブルが水に含まれる異物に直接接触することを防止することができる。その結果、流水や異物によりケーブルが断線や破壊するのを抑制することができる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、センサユニットは、回転軸と略直交する方向に延びるように配置されている。このように構成すれば、側面視において、回転軸に対してセンサユニットを傾斜させる場合と比較して、挿入穴から最短距離によりセンサユニットを立軸ポンプ本体内に配置することができるとともに、精度よく回転軸の変位を測定することができる。また、他方のセンサユニットとの測定位置調整を行いやすくすることが可能となる。

この発明の一の局面による立軸ポンプでは、上記のように、センサユニットは、挿入穴を塞いでいる。このように構成すれば、挿入穴を介して、立軸ポンプ本体内に水が浸入し、または、立軸ポンプ本体内から水が流出するのを防止することができる。

本発明によれば、上記のように、軸受の摩耗状態の検知精度を向上させることが可能な立軸ポンプを提供することができる。

本発明の第１実施形態による立軸ポンプを示した概略図である。 本発明の第１実施形態による立軸ポンプの第２水中軸受支持部およびセンサユニットを示した平面図である。 図２の５００−５００線に沿った断面図である。 図２の６００−６００線に沿った断面図である。 図３のＨ部の拡大図である。 本発明の第１実施形態による立軸ポンプのセンサユニットの座部を示した側面図である。 本発明の第２実施形態による立軸ポンプを示した概略図である。 本発明の第２実施形態による立軸ポンプの第１水中軸受支持部およびセンサユニットを示した平面図である。 図８の７００−７００線に沿った断面図である。 図８の８００−８００線に沿った断面図である。 本発明の第１および第２実施形態の第１変形例による立軸ポンプを示した概略図である。 本発明の第１および第２実施形態の第２変形例によるセンサユニットの先端の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
（立軸ポンプの構成）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態による立軸ポンプ１００は、図１に示すように、ポンプ設置床Ｆに設置されている。ポンプ設置床Ｆの下方には、水（汚水を含む液体）を貯留することが可能な吸込水槽Ｔが設けられている。また、立軸ポンプ１００は、吸込水槽Ｔに貯留された水をポンプ設置床Ｆの上方側に送ることにより、吸込水槽Ｔに貯留された水を吸込水槽Ｔの外に排出可能に構成されている。また、立軸ポンプ１００は、斜流ポンプ、あるいは軸流ポンプなどである。

立軸ポンプ１００は、図１に示すように、駆動機１と、回転軸２と、羽根車３と、第１水中軸受４１と、第２水中軸受４２と、第３水中軸受４３と、陸上軸受４４と、立軸ポンプ本体５と、センサユニット６と、監視盤７と、立軸ポンプ１００の運転を制御する制御盤７ａとを備えている。監視盤７は、吸込水槽Ｔの外（地上）に配置されている。センサユニット６は、ケーブル６１を含んでおり、ケーブル６１を介して監視盤７に電気的に接続されている。なお、第２水中軸受４２は、特許請求の範囲の「軸受」の一例である。

立軸ポンプ本体５には、吸込水槽Ｔ内に配置される吸込口１０５ａと、吸込水槽Ｔの外（地上）に配置される吐出口１０５ｂとが設けられている。また、立軸ポンプ本体５には、吸込口１０５ａと吐出口１０５ｂとを接続して、吸込口１０５ａから吐出口１０５ｂに水を送る経路として機能する流路５ｃが形成されている。流路５ｃは、概ね、吸込水槽Ｔ内において上下方向に延びており、吸込水槽Ｔの外（地上）において水平方向を向くように湾曲している。

回転軸２と羽根車３と第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３とは、共に、流路５ｃ内に配置されている。また、回転軸２と羽根車３と第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３とは、共に、平面視において、流路５ｃのうちの上下方向に延びる部分（吸込水槽Ｔ内の部分）の略中央に配置されている。

駆動機１は、ポンプ設置床Ｆの上方（地上）に配置されている。また、駆動機１は、回転軸２に接続されており、回転軸２を回転駆動させるように構成されている。駆動機１は、例えばモータやエンジン、ガスタービン等が用いられ、減速機を介して設けられることもある。

回転軸２は、上下方向に延びるように配置されている。また、羽根車３は、吸込口１０５ａの近傍に配置されている。また、回転軸２の上端側には、駆動機１が接続されている、回転軸２の下端には羽根車３が取り付けられている。また、回転軸２は、駆動機１の駆動を羽根車３に伝達するように構成されている。

羽根車３は、回転駆動することにより、流路５ｃ内の水にエネルギーを与える。そして、第１水中軸受支持部(吐出しボウル)５４で流れを減速させつつ回転軸２の軸方向に整流することによって、水を送るように構成されている。つまり、立軸ポンプ１００は、羽根車３の回転駆動により、吸込水槽Ｔ内に配置される吸込口１０５ａから水を吸い上げるとともに、吸込水槽Ｔ外に配置される吐出口１０５ｂから吸い上げた水を吐出するように構成されている。

第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３と陸上軸受４４とは、共に、回転軸２を回転可能に支持するように構成されている。また、第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３と陸上軸受４４とは、この順に下方から配置されている。第１水中軸受４１と第２水中軸受４２とは、共に、ポンプ設置床Ｆの下方（吸込水槽Ｔ内）に配置されている。陸上軸受４４は、ポンプ設置床Ｆの上方（地上）で、流路５ｃ外に配置されている。第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３とは、共に、すべり軸受である。陸上軸受４４は、転がり軸受である。

立軸ポンプ本体５は、回転軸２と羽根車３と第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３と陸上軸受４４とが内側に配置されている。立軸ポンプ本体５は、第１本体部５０と第２本体部５１と第３本体部５２と第４本体部５３とを含んでいる。第１本体部５０と第２本体部５１と第３本体部５２と第４本体部５３とは、この順に下方から配置されている。第１本体部５０と第２本体部５１と第３本体部５２とは、ポンプ設置床Ｆの下方（吸込水槽Ｔ内）に配置されている。第４本体部５３は、概ね、ポンプ設置床Ｆの上方（地上）に配置されている。第１本体部５０には、吸込口１０５ａが設けられている。第４本体部５３には、吐出口１０５ｂが設けられている。

第４本体部５３には、上下方向に延びる回転軸２に沿って第４本体部５３から上方に突出する陸上軸受支持部５３ａが設けられている。陸上軸受支持部５３ａは、陸上軸受４４を支持するように構成されている。

立軸ポンプ本体５は、第１水中軸受支持部（吐出しボウル）５４と第２水中軸受支持部５５と第３水中軸受支持部５６とを含んでいる。第１水中軸受支持部５４と第２水中軸受支持部５５と第３水中軸受支持部５６とは、それぞれ、第１水中軸受４１と第２水中軸受４２と第３水中軸受４３とを支持するように構成されている。なお、第２水中軸受支持部５５は、特許請求の範囲の「軸受支持部」の一例である。

第１水中軸受支持部５４は、第１本体部５０と第２本体部５１との間に配置され、第１本体部５０と第２本体部５１とが接続されている。第２水中軸受支持部５５は、第２本体部５１と第３本体部５２との間に配置され、第２本体部５１と第３本体部５２とが接続されている。第３水中軸受支持部５６は、第３本体部５２と第４本体部５３との間に配置され、第３本体部５２と第４本体部５３とが接続されている。

第２水中軸受支持部５５は、概して、上下方向に延びる円筒形状を有している。平面視における第２水中軸受支持部５５の略中央には、回転軸２が配置されている。

第２水中軸受支持部５５は、図２に示すように、平面視において、回転軸２を中心とする半径方向に延びる細長形状のリブ部５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ（４つのリブ部）を有している。リブ部５５ａ〜５５ｄは、それぞれ、回転軸２の周囲に等しいピッチ（９０度）間隔で配置されている。複数（４個）のリブ部５５ａ〜５５ｄ間には、それぞれ、流路５ｃが配置されている。つまり、第２水中軸受支持部５５は、リブ部５５ａ〜５５ｄにより、第２水中軸受４２を支持すると同時に、第２水中軸受支持部５５の内側に水を通すこと（流路５ｃを形成すること）が可能となるように構成されている。

第２水中軸受支持部５５の外表面５５１には、図３に示すように、センサユニット６を挿入可能な挿入穴５５２が複数（２個）設けられている。複数（２個）の挿入穴５５２は、図２に示すように、同じ高さ位置に配置されている。また、複数（２個）の挿入穴５５２は、回転軸２の周方向において、互いに９０度ずれた角度位置に配置されている。また、複数（２個）の挿入穴５５２は、回転軸２の周方向において、リブ部５５ａ、５５ｂと同じ角度位置にそれぞれ配置されている。リブ部５５ａ、５５ｂは、図４に示すように、水平方向に延びる扁平形状を有している。また、リブ部５５ａ、５５ｂは、回転軸２の半径方向に沿った縦断面において、中央部分が上下方向に膨らんでいる。この膨らんだ部分の内側にセンサユニット６が配置されている。

第２水中軸受支持部５５には、図３に示すように、挿入穴５５２に回転軸２側（第２水中軸受支持部５５の内側）から連通するセンサユニット配置穴５５３が設けられている。センサユニット配置穴５５３は、挿入穴５５２から第２水中軸受４２近傍まで延びるように形成されている。センサユニット配置穴５５３は、図３に示すように、縦断面が円形状を有する穴部分である。センサユニット配置穴５５３は、センサユニット６が内側に配置されている。すなわち、センサユニット配置穴５５３は、センサユニット６を内側に配置するためにリブ部５５ａ（５５ｂ）に設けられる細長い円柱状の内部空間である。なお、センサユニット配置穴５５３は、複数（２個）の挿入穴５５２に対して１つずつ設けられている。すなわち、センサユニット配置穴５５３は、第２水中軸受支持部５５に２個設けられている。また、複数（２個）のセンサユニット配置穴５５３の内側には、それぞれ、センサユニット６が配置されている。

上記の通り、センサユニット配置穴５５３の一端（回転軸２の半径方向の外側）は、挿入穴５５２に連通している。また、センサユニット配置穴５５３の他端（回転軸２の半径方向の内側）には、図５に示すように、嵌合部５５４が設けられている。嵌合部５５４は、円形状のセンサユニット配置穴５５３よりも小さく構成されている。嵌合部５５４は、回転軸２と直交する方向に延びている。

嵌合部５５４は、挿入穴５５２に挿入されたセンサユニット６の先端部分が嵌合可能に構成されている。嵌合部５５４は、センサユニット６の先端部分（先端部分近傍）に嵌合することにより、センサユニット６の挿入方向（回転軸２の内側に向く半径方向）に直交する方向における変位センサ６２の位置決めを行うように構成されている。これにより、変位センサ６２は、センサユニット６の挿入方向（回転軸２の内側に向く半径方向）に直交する方向における立軸ポンプ本体５に対する振動に起因する位置ずれを抑制することができる。

センサユニット６は、図２に示すように、第２水中軸受支持部５５の内側に２個配置されている。複数（２個）のセンサユニット６は、平面視において、回転軸２を中心とする半径方向で、互いに交差する方向に延びるように配置されている。詳細には、上記の通り、複数（２個）の挿入穴５５２が、回転軸２の周方向において、互いに９０度ずれた角度位置に配置されていることから、挿入穴５５２から挿入される複数（２個）のセンサユニット６も、回転軸２の周方向において、互いに９０度ずれた角度位置に配置されている。また、複数（２個）のセンサユニット６は、同じ高さ位置に配置されている。

ここで、第１実施形態では、センサユニット６は、挿入穴５５２に対して挿抜可能に取り付けられている。すなわち、センサユニット６は、挿入穴５５２を介して立軸ポンプ１００の他の構成から分離することにより、容易に交換可能に構成されている。また、センサユニット６は、挿入穴５５２から第２水中軸受支持部５５に取り付けられた状態で、挿入穴５５２から第２水中軸受４２（図１参照）近傍まで延びるように配置されている。また、センサユニット６、挿入穴５５２およびセンサユニット配置穴５５３は、上下方向において、第２水中軸受４２の下方側近傍に配置されている。

センサユニット６は、図３に示すように、ケーブル６１と、変位センサ６２と、変位センサ６２が先端に取り付けられるセンサユニット本体６３とを含んでいる。

センサユニット６（センサユニット本体６３）は、概して、直線状に延びる形状を有している。また、センサユニット６（センサユニット本体６３）は、回転軸２と直交する方向に延びている。また、センサユニット本体６３は、筒状の細長形状を有している。また、センサユニット本体６３は、直線状に延びる形状を有している。ケーブル６１は、立軸ポンプ本体５の外部からセンサユニット本体６３内に通されており、変位センサ６２に接続されている。詳細には、ケーブル６１は、一端が地上に配置されている監視盤７（図１参照）に接続され、他端が吸込水槽Ｔ（図１参照）内に配置されているセンサユニット本体６３内に通されており、センサユニット本体６３の先端（回転軸２側）に取り付けられている変位センサ６２に接続されている。なお、ケーブル６１の外側は、ケーブル保護管６１ａで保護されていることが望ましく、このように構成することで、ケーブル６１が直接吸込水槽Ｔ内の水に触れることを防止することができる。また、ケーブル保護管６１ａの端部はフランジ形状になっており、例えばケーブル保護管６１ａ内への水の流入を防止するシール部材（図示せず）を介してセンサユニット６の座部６３ａと、床盤に接続される。センサユニット６側のケーブル保護管６１ａの端部は、例えばセンサユニット６の座部６３ａと共締めされることで立軸ポンプ本体５に固定されるよう構成されている。また、ケーブル保護管６１ａの地上部側の端部は床盤に接続する以外に、監視盤７に接続してもよい。

変位センサ６２は、図５に示すように、第２水中軸受４２近傍で回転軸２に対向する位置に配置されている。詳細には、変位センサ６２は、回転軸２の近傍に配置され、回転軸２との間に他の構成を挟むことなく、回転軸２と互いに向かい合うように配置されている。

変位センサ６２は、渦電流方式の非接触センサである。変位センサ６２は、回転軸２の水平方向のうちの１軸方向（センサユニット６が延びる方向、回転軸２の半径方向）への変位を測定可能に構成されている。また、複数（２個）の変位センサ６２は、回転軸２の水平方向（２軸方向）への変位を測定可能に構成されている。

センサユニット本体６３は、図３に示すように、平坦な円板形状を有する座部６３ａを有している。座部６３ａは、立軸ポンプ本体５（第２水中軸受支持部５５）の外表面５５１（外表面５５１に設けられた平坦部分）に当接してセンサユニット６の挿入を止めることにより、センサユニット６の挿入方向（回転軸２の内側に向く半径方向）における変位センサ６２の位置決めを行うように構成されている。すなわち、座部６３ａは、回転軸２に対して変位センサ６２を位置決めして、回転軸２と変位センサ６２との距離を調整する機能を有している。座部６３ａは、図６に示すように、複数のボルトＢにより、立軸ポンプ本体５（第２水中軸受支持部５５）の外表面５５１に固定されている。これにより、座部６３ａは、立軸ポンプ本体５（第２水中軸受支持部５５）の外表面５５１に密着され、挿入穴５５２（図３参照）を塞ぐように構成されている。なお、座部６３ａと外表面５５１との間には、センサユニット配置穴５５３（図３参照）への水の流入を防止するシール部材（図示せず）が設置されている。また、センサユニット６の先端近傍にも回転軸２側からセンサユニット配置穴５５３への水の流入を防止するシール部材（図示せず）が設置されている。

図１に示す監視盤７は、変位センサ６２に接続されるケーブル６１を介して、変位センサ６２の測定値を取得して回転軸２の水平方向への変位を算出することにより、第２水中軸受４２の摩耗状態を検知し、監視するように構成されている。また、監視盤７は、第２水中軸受４２の摩耗状態に応じて所定の動作を行うように構成されている。たとえば、監視盤７は、回転軸２の水平方向への変位が所定のしきい値を超えた場合に、警告を発するように構成されている。

また、上記の通り、立軸ポンプ１００は、立軸ポンプ１００の運転を制御する制御盤７ａを備えているので、回転軸２の水平方向への変位が所定のしきい値を超えた場合に、監視盤７が警告を発すると同時に、制御盤７ａが立軸ポンプ１００の運転を停止するように立軸ポンプ１００を構成してもよい。このように構成することで、第２水中軸受４２が摩耗した状態で立軸ポンプ１００の運転が継続されてしまうことを防止することが可能となる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、回転軸２の変位を測定する変位センサ６２と変位センサ６２が先端に取り付けられるセンサユニット本体６３とを含むセンサユニット６を、挿入穴５５２から第２水中軸受４２近傍まで延びるように配置する。これにより、回転軸２の変位を測定することで間接的に第２水中軸受４２の摩耗状態を検知する変位センサ６２を、挿入穴５５２から立軸ポンプ本体５内の第２水中軸受４２近傍に挿入することによって、立軸ポンプ本体５の外側から振動計を用いて振動を検知する場合と比較して、摩耗状態の検知対象である第２水中軸受４２の近傍に変位センサ６２を配置することができるので、第２水中軸受４２の摩耗状態の検知精度を向上させることができる。また、センサユニット６を、立軸ポンプ本体５の挿入穴５５２に対して挿抜可能に取り付ける。これにより、センサユニット６を交換する場合にも、立軸ポンプ１００全体を分解することなく立軸ポンプ本体５からセンサユニット６を取り外すことができるので、センサユニット６（変位センサ６２）の交換および設置を容易に行うことができる。したがって、本発明では、第２水中軸受４２の摩耗状態の検知精度を向上させながら、センサユニット６（変位センサ６２）の交換および設置を容易に行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２水中軸受４２を支持する第２水中軸受支持部５５に、センサユニット６を挿入（配置）可能なセンサユニット配置穴５５３を設け、センサユニット配置穴５５３を、挿入穴５５２に連通するよう構成する。これにより、センサユニット６をセンサユニット配置穴５５３に配置することができるので、センサユニット６が立軸ポンプ１００内を流れる水に直接さらされることや、センサユニット６が水に含まれる異物に直接接触することを防止することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２水中軸受支持部５５に、平面視において、回転軸２を中心とする半径方向に延びるリブ部５ａ、５ｂを設け、リブ部５ａ、５ｂに、それぞれ、センサユニット配置穴５５３を設ける。これにより、第２水中軸受４２を支持する第２水中軸受支持部５５のリブ部５ａ、５ｂにそれぞれセンサユニット配置穴５５３が設けられるので、センサユニット配置穴５５３を設ける専用の構成（部材）を別途設ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。その結果、装置構成を簡素化することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、変位センサ６２を、第２水中軸受４２近傍で、回転軸２に対向する位置に配置する。これにより、変位センサ６２によって、より精度よく回転軸２の変位を測定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、複数のセンサユニット６を、平面視において、回転軸２を中心とする半径方向で、互いに交差する方向に延びるように配置する。これにより、複数のセンサユニット６により回転軸２の水平方向（２軸方向）への変位を測定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、挿入穴５５２に挿入されたセンサユニット６の先端近傍に嵌合することにより、センサユニット６の挿入方向に直交する方向における変位センサ６２の位置決めを行う嵌合部５５４を、立軸ポンプ本体５に設ける。これにより、嵌合部５５４によって変位センサ６２の挿入方向に直交する方向において変位センサ６２が動くのを抑制することができるので、変位センサ６２によって、より精度よく回転軸２の変位を測定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、外表面５５１に当接することにより、センサユニット６の挿入方向における変位センサ６２の位置決めを行う座部６３ａを、センサユニット本体６３に設ける。これにより、座部６３ａにより、変位センサ６２の挿入穴５５２からの挿入位置を一定に保つことができるので、立軸ポンプ本体５に対して、回転軸２の変位の測定を行う所定位置に変位センサ６２を配置することができる。その結果、変位センサ６２によって、より精度よく回転軸２の変位を測定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、複数のセンサユニット６を、同じ高さ位置に配置する。これにより、複数のセンサユニット６が異なる高さ位置に配置されている場合と比較して、複数のセンサユニット６により回転軸２の水平方向（２軸方向）への変位をより精度よく測定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、筒状の細長形状を有するセンサユニット６に、立軸ポンプ本体５の外部からセンサユニット本体６３内に通されており、変位センサ６２に接続されるケーブル６１を設ける。これにより、ケーブル６１を筒状の細長形状を有するセンサユニット本体６３内に通すことができるので、ケーブル６１が立軸ポンプ１００内を流れる水に直接さらされることや、ケーブル６１が水に含まれる異物に直接接触することを防止することができる。その結果、流水や異物によりケーブル６１が断線や破損するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、センサユニット６を、回転軸２と直交する方向に延びるように配置する。これにより、側面視において、回転軸２に対してセンサユニット６を傾斜させる場合と比較して、挿入穴５５２から最短距離によりセンサユニット６を立軸ポンプ本体５内に配置することができるとともに、精度よく回転軸２の変位を測定することができる。また、他方のセンサユニット６との測定位置調整を行いやすくすることが可能となる。

また、第１実施形態では、上記のように、センサユニット６により、挿入穴５５２を塞ぐ。これにより、挿入穴５５２を介して、立軸ポンプ本体５内に水が浸入し、または、立軸ポンプ本体５内から水が流出するのを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、図７〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、センサユニット６を第２水中軸受４２近傍に配置した上記第１実施形態とは異なり、センサユニット６を第１水中軸受４１近傍に配置する例について説明する。

図７に示すように、第２実施形態による立軸ポンプ２００は、第１水中軸受支持部（吐出しボウル）２５４を備えている。第１水中軸受支持部２５４は、複数のガイドベーン２５４ａと、複数のガイドベーン２５４ａにより支持されるとともに、第１水中軸受４１を支持する支持部２５４ｂとを含んでいる。なお、第１水中軸受支持部２５４は、特許請求の範囲の「軸受支持部」の一例である。

複数のガイドベーン２５４ａは、図８に示すように、例えば、それぞれ回転軸２の周囲に等しいピッチ（６０度）間隔で６個配置されている。複数のガイドベーン２５４ａうちの２個には、センサユニット６が設置されている。なお、２個のセンサユニット６が設置される２個のガイドベーン２５４ａは、回転軸２の周方向に隣接していてもよいし、隣接していなくてもよい。また、２個のセンサユニット６は、周方向に回転軸２を挟んで対向して配置（１８０度ずれた角度位置に配置）されていなければ、いずれのガイドベーン２５４ａに設けられていてもよい。すなわち、図８に示すような構成では、２つのセンサユニット６が設置される２つのガイドベーン２５４ａが成す角度αは、６０度または１２０度であればよい。なお、ガイドベーン２５４ａは複数設けられていればよいので、ガイドベーン２５４ａの配置については図８の形態に限定されない。また、ガイドベーン２５４ａは、第１水中軸受支持部２５４内に固定的に設けられる構成である。また、ガイドベーン２５４ａは、図９に示すように、縦断面が湾曲する平板形状を有している。

第１水中軸受支持部２５４の外表面２５４ｃには、図１０に示すように、挿入穴５５２が設けられている。また、ガイドベーン２５４ａおよび支持部２５４ｂの内側には、挿入穴５５２に連通するセンサユニット配置穴５５３が設けられている。

ここで、第２実施形態では、センサユニット６は、挿入穴５５２に対して挿抜可能に取り付けられている。また、センサユニット６は、挿入穴５５２から第１水中軸受支持部２５４に取り付けられた状態で、挿入穴５５２から第１水中軸受４１（図７参照）近傍まで延びるように配置されている。また、センサユニット６、挿入穴５５２およびセンサユニット配置穴５５３は、上下方向において、第１水中軸受４１の上方側近傍に配置されている。

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、回転軸２の変位を測定する変位センサ６２と変位センサ６２が先端に取り付けられるセンサユニット本体６３とを含むセンサユニット６を、挿入穴５５２から第１水中軸受４１近傍まで延びるように配置する。これにより、第１水中軸受４１の摩耗状態の検知精度を向上させることができる。また、センサユニット６を、立軸ポンプ本体５の挿入穴５５２に対して挿抜可能に取り付ける。これにより、センサユニット６（変位センサ６２）の交換および設置を容易に行うことができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、回転軸の下端に羽根車を設置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図１１に示す第１および第２実施形態の第１変形例のように、回転軸２ａが羽根車３の下方まで延びるように構成してもよい。そして、第１水中軸受４１、第２水中軸受４２、第３水中軸受４３および陸上軸受４４に加えて、回転軸２ａの下端を、第４水中軸受４５により支持してもよい。さらに、第４水中軸受４５側にセンサユニット６を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、センサユニット６の先端部分（変位センサ）を嵌合部に直接嵌合させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図１２に示す第１および第２実施形態の第２変形例のように、貫通穴５５４ａにセンサユニット６の先端部分（変位センサ６２）を通すように構成してもよい。詳細には、センサユニット配置穴５５３の回転軸２近傍に凹状の嵌合部５５５を設ける。また、センサユニット６の先端部分（変位センサ６２）に、嵌合部５５５に嵌合される嵌合部材５５５ａを取り付ける。そして、嵌合部材５５５ａを嵌合部５５５に嵌合させる。また、嵌合部５５５の回転軸２側の端面には、センサユニット配置穴５５３（回転軸２の半径方向の外側の空間）と、回転軸２を囲む空間（回転軸２の半径方向の内側の空間）とを繋ぐ貫通穴５５４ａが設けられており、貫通穴５５４ａに変位センサ６２が通されることでセンサユニット６が位置決めされる。なお、図１２は、図５（図３のＨ部）に対応する部分を示している。

また、上記第１実施形態では、第２水中軸受を支持する第２水中軸受支持部にセンサユニットを設け、第２実施形態では、第１水中軸受を支持する第１水中軸受支持部にセンサユニットを設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第３水中軸受を支持する第３水中軸受支持部にセンサユニットを設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、非接触の変位センサとして、渦電流方式のセンサを用いた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、非接触の変位センサとして、たとえば、光学方式のセンサを用いてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、非接触式の変位センサを用いた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、接触式の変位センサを用いてもよい。

また、上記第１実施形態では、リブ部を４個設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、リブ部を２個、３個または５個以上設けてもよい。

また、上記第１（２）実施形態では、２個のセンサユニットを、互いに９０度（６０度または１２０度）の角度を成すように配置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、２個のセンサユニットを、互いに９０度（６０度または１２０度）および１８０度以外の角度を成すように配置してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、本発明の１個の軸受に対して２個のセンサユニットを設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、本発明の１個の軸受に対して１個のセンサユニットを設けてもよいし、３個以上のセンサユニットを設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、立軸ポンプが備える複数の軸受のうちの１個のみにセンサユニットを設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、立軸ポンプが備える複数の軸受のうちの２個以上にセンサユニットを設けてもよい。たとえば、上記第１および第２実施形態の構成を組み合わせて、第１水中軸受支持部５４および第２水中軸受支持部５５のそれぞれにセンサユニットを設けてもよい。

２、２ａ 回転軸
３ 羽根車
５ 立軸ポンプ本体
６ センサユニット
４１ 第１水中軸受（軸受）
４２ 第２水中軸受（軸受）
４５ 第４水中軸受（軸受）
５５ 第２水中軸受支持部（軸受支持部）
５５ａ、５５ｂ リブ部
６１ ケーブル
６２ 変位センサ
６３ センサユニット本体
６３ａ 座部
１００、２００ 立軸ポンプ
２５４ 第１水中軸受支持部（軸受支持部）
２５４ｃ、５５１ 外表面
５５２ 挿入穴
５５３ センサユニット配置穴
５５４、５５５ 嵌合部

Claims (10)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられる羽根車と、
   前記回転軸を支持する軸受と、
   前記回転軸の変位を測定する変位センサと、前記変位センサが先端に取り付けられるセンサユニット本体とを含むセンサユニットと、
   前記センサユニットを挿入可能な挿入穴が外表面に設けられ、前記回転軸、前記羽根車および前記軸受が内側に配置される立軸ポンプ本体と、を備え、
   前記センサユニットは、前記挿入穴に対して挿抜可能に取り付けられており、前記挿入穴から前記軸受近傍まで延びるように配置され、
   前記立軸ポンプ本体は、前記軸受を支持する軸受支持部を含み、
   軸受支持部には、前記センサユニットが配置されるセンサユニット配置穴が設けられており、
   前記軸受支持部は、前記センサユニットが設けられる第１部分と、前記第１部分に隣接する第２部分とを有し、前記第１部分の厚みが前記第２部分の厚みよりも大きくなるように構成されている、立軸ポンプ。
2. 前記軸受支持部は、平面視において、前記回転軸を中心とする半径方向に延びる複数のリブ部を有し、
   前記複数のリブ部の少なくとも１つには、前記センサユニット配置穴が設けられている、請求項１に記載の立軸ポンプ。
3. 前記変位センサは、前記軸受近傍で、前記回転軸に対向する位置に配置されている、請求項１または２に記載の立軸ポンプ。
4. 前記センサユニットは、複数設けられ、
   複数の前記センサユニットは、平面視において、前記回転軸を中心とする半径方向で、互いに交差する方向に延びるように配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
5. 前記立軸ポンプ本体には、前記挿入穴に挿入された前記センサユニットの先端近傍に嵌合することにより、前記センサユニットの挿入方向に直交する方向における前記変位センサの位置決めを行う嵌合部が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
6. 前記センサユニット本体は、前記外表面に当接することにより、前記センサユニットの挿入方向における前記変位センサの位置決めを行う座部を有している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
7. 前記複数のセンサユニットは、略同じ高さ位置に配置されている、請求項４に記載の立軸ポンプ。
8. 前記センサユニット本体は、筒状の細長形状を有しており、
   前記センサユニットは、前記立軸ポンプ本体の外部から前記センサユニット本体内に通され、前記変位センサに接続されるケーブルを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
9. 前記センサユニットは、前記回転軸と略直交する方向に延びるように配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。
10. 前記センサユニットは、前記挿入穴を塞いでいる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。

Images