JP7169867B2 - 排水管据付機構 - Google Patents

Description

本発明は、立軸の排水ポンプに備えられた排水管をポンプ室の床部に設けられた開口部に対して、該開口部を垂直方向に貫通させた状態で前記ポンプ室の下方にあるポンプ井に向けて吊り下げ状態で据え付ける排水管据付機構に関する。

立軸ポンプ装置は、特許文献１に示されるように、ポンプ室内に配置される羽根車が収容されたポンプケーシング、床部の上に設置される吐出曲管を接続する比較的長い揚水管、揚水管に連結された吐出曲管等を備えている。吐出曲管はポンプ室の開口部などに備えられたソールプレートに対してポンプベースを介して固定されており、したがってポンプケーシングや揚水管は開口部を垂直方向に貫通して下方に吊下させられた状態で設置される。なお、ポンプベースとソールプレートとの間にはシール部材が配設されており、このシール部材によってポンプベースとソールプレートとの間の水密性が確保されている。

ところで、ポンプ室を有する施設が不等沈下するなどによって、ポンプ室の床部に傾きや段差が生じると、床部のソールプレートに対して固定されたポンプベースも傾くことになり、したがって揚水管等にも傾きが生じることとなる。

これによって、羽根車の回転軸と、これに連結された動力源の駆動軸とに相対的なずれが生じたり、回転軸が垂直方向から僅かに傾斜したりして異常な振動や騒音が生じる虞があった。

また、ポンプベースとソールプレートとの間に設計値以上の隙間が生じ、シール部材によって適切な水密性が確保できなくなる虞があった。これは、従来のシール部材は中実の弾性体から構成されており、水密性を確保するためにポンプベースとソールプレートとの隙間が厳密に管理されている必要があることから、ポンプベースとソールプレートとの隙間が設計値からずれると、水密性が適切に保てないからである。

このような虞を解消するためには、床部のコンクリートの打ち直し作業が必要となり、相当の費用と工期が必要となってしまうという問題があった。

特開２００３－１５５９９９号公報

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、不等沈下による排水管の姿勢を適切に調節するとともに、排水ポンプに備えられた排水管とポンプ室の床部との間の水密性を確保することができる排水管据付機構を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するための、本発明による排水管据付機構の特徴構成は、立軸の排水ポンプに備えられた排水管をポンプ室の床部に設けられた開口部に対して、該開口部を垂直方向に貫通させた状態で前記ポンプ室の下方にあるポンプ井に向けて吊り下げ状態で据え付ける排水管据付機構であって、前記排水管の外周に外方に向けて設けられるポンプベースと、前記開口部の縁部に設けられ、前記ポンプベースが載置されるソールプレートと、前記ポンプベースと前記ソールプレートとの間に、前記排水管を囲むように配置される、弾性体からなり中空で流体が封入された環状のシール部材と、を有する点にある。

上述の構成によると、シール部材によってポンプベースとソールプレートとの間の水密性を確保するにあたって、シール部材は弾性体からなり中空で流体が封入された環状に構成されていることから、ポンプベースとソールプレートとの隙間に要求される厳密性が緩和される。すなわち、ポンプベースとソールプレートとの隙間が設計値よりも多少変動しても、シール部材が排水管を囲む全周の各位置において内圧が等しくなるように適宜膨張収縮するため、ポンプベース及びソールプレートに対するシール部材の密着の程度が排水管を囲む全周に亘って均一なものとなる。したがって、排水管を囲む全周に亘って均一な水密性が確保される。

本発明においては、前記ポンプベースは、前記排水管を囲むように水平方向に延在する下面を有し、前記ソールプレートは、前記排水管を囲むように水平方向に延在するとともに、前記ポンプベースの下面と対向する上面を有し、前記シール部材は、前記排水管を囲むように前記ポンプベースの下面と前記ソールプレートの上面との間に配置されていると好適である。

シール部材によってポンプベースとソールプレートとの間の水密性を確保するにあたって、シール部材は排水管を囲むように、ポンプベースの下面とソールプレートの上面との間に配置する態様をとることができる。これにより、ポンプベースの下面とソールプレートの上面との隙間が、排水管を囲む全周に亘って不均一となっても適宜膨張収縮可能なシール部材によってポンプベースの下面とソールプレートの上面との間の水密性が確保される。

本発明においては、前記ポンプベースは、前記排水管を囲むように垂直方向に延在する外向面を有し、前記ソールプレートは、前記排水管を囲むように垂直方向に延在するとともに、前記ポンプベースの外向面と対向する内向面を有し、前記シール部材は、前記排水管を囲むように前記ポンプベースの外向面と前記ソールプレートの内向面との間に配置されていると好適である。

シール部材によってポンプベースとソールプレートとの間の水密性を確保するにあたって、シール部材は排水管を囲むように、ポンプベースの外向面とソールプレートの内向面との間に配置する態様をとることができる。これにより、ポンプベースの外向面とソールプレートの内向面との隙間が、排水管を囲む全周に亘って不均一となっても適宜膨張収縮可能なシール部材によってポンプベースの外向面とソールプレートの内向面との間の水密性が確保される。

本発明においては、前記シール部材は、少なくとも外部から内部に流体を注入可能な通流口と、前記通流口の開閉をする弁機構とが備えられていると好適である。

上述の構成によると、シール部材の内圧を調節することができるので、シール部材によるポンプベースとソールプレートとの間の水密性を適切な状態に管理することができる。

本発明においては、前記排水管を囲む全周に亘って、前記ソールプレートに対する前記ポンプベースの垂直方向の位置を調節可能な垂直調節機構が備えられていると好適である。

上述の構成によると、ソールプレートに対するポンプベースの垂直方向の位置がずれたとしても、垂直調節機構によってポンプベースをソールプレートに対して適切な位置へと調節することができる。

本発明においては、前記排水管を囲む全周に亘って、前記ソールプレートに対する前記ポンプベースの水平方向の位置を調節可能な水平調節機構が備えられていると好適である。

上述の構成によると、ソールプレートに対するポンプベースの水平方向の位置がずれたとしても、水平調節機構によってポンプベースをソールプレートに対して適切な位置へと調節することができる。

本発明に係る排水管据付機構の断面図である。 本発明に係る排水管据付機構の平面図である。 本発明に係る排水管据付機構の要部の説明図である。 別実施形態に係る排水管据付機構の断面図である。 別実施形態に係る排水管据付機構の要部の説明図である。

以下に本発明に係る排水管据付機構の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に、本発明に係る排水管据付機構１と、この排水管据付機構１によってポンプ室２の床部３から、ポンプ室２の下方にあるポンプ井４に向けて吊り下げ状態で据え付けられた立軸の排水ポンプ５の排水管６が示されている。

排水ポンプ５は、動力源（図示せず）によって駆動される回転軸７と、回転軸７の下端に取り付けられた羽根車（図示せず）と、当該羽根車が回転自在に収納されるとともに、ポンプ井４内の吸込対象水を吸い込むための吸込口が備えられたポンプケーシング（図示せず）と、当該ポンプケーシングに連通された排水管６等を備えている。

排水管６は、前記ポンプケーシングの下流側に垂直方向に沿って設けられる揚水管６ａと、垂直方向に揚水された液体の流れを水平方向に変更する吐出曲管６ｂと、揚水管６ａ及び吐出曲管６ｂとを連結する連結管６ｃとから構成されている。吐出曲管６ｂの下流側は、吐出管８に水密に連通されている。なお、前記ポンプケーシングは排水管６と連結されているため、排水管６がポンプ室２の床部３に据え付けられた際には、前記ポンプケーシングも当然にポンプ井４内の所定位置に配設されることとなる。

このような排水管６をポンプ室２の床部３に据え付けるために排水管据付機構１は、ポンプベース１０、ソールプレート１１及びシール部材１３を備えている。ポンプベース１０及びソールプレート１１は、一般構造用圧延鋼材又はステンレス鋼等を加工することによって形成されている。

詳述すると、ポンプベース１０は、連結管６ｃの外側に大きく張り出すように設けられたフランジ状部材から構成されている。ポンプベース１０は、排水管６の周囲に水平方向に延在する下面１０ａを有している。

ポンプ室２の床部３に形成された円形の開口部９の縁部９ａには、開口部９と同心状にソールプレート１１が配設されている。ソールプレート１１は、コンクリート製の床部３に固定的に配置され、床部３に対するポンプベース１０の載置面を構成するためのものであって、排水管６の周囲に水平方向に延在するとともに、ポンプベース１０の下面１０ａと対向する上面１１ａを有している。

ポンプベース１０にボルト挿通口１０ｂが設けられており、ボルト挿通口１０ｂに対応する位置にソールプレート１１にボルト穴１１ｂが設けられている。ボルト穴１１ｂに寸切りボルト１７ａが溶接等によって固定されており、ポンプベース１０を、ボルト挿通口１０ｂに寸切りボルト１７ａが挿通させるようにしてソールプレート１１上に載置した後、ナット１７ｂを螺着することによって、ポンプベース１０はソールプレート１１に対して固定される。なお、ボルト挿通口１０ｂは、後述する垂直調節機構１４及び水平調節機構１５によるポンプベース１０の位置調節を見越して、寸切りボルト１７ａの径に対して少し余裕のある大きさに構成されている。

ソールプレート１１に、ボルト挿通口１１ｄが設けられている。ソールプレート１１を、ボルト挿通口１１ｄに床部３に設けられたアンカーボルト１８ａが挿通されるようにして床部３上に載置した後、ナット１８ｂを螺着することによって、ソールプレート１１は床部３に対して固定される。なお、ボルト挿通口１１ｄは、アンカーボルト１８ａの径に対して少し余裕のある大きさに構成されている。

ソールプレート１１には、開口部９と同心状に、排水管６を囲むようにシール溝１２が設けられており、このシール溝１２にシール部材１３が配設されている。

シール部材１３は、環状かつ中空で、ゴムやエラストマー等の弾性体から構成されている。シール部材１３に、シール部材１３の外部と内部とを連通する通流口の一例としての通気口１３ａと、通気口１３ａの開閉をする弁機構１３ｂとが備えられている。シール部材１３は、この通気口１３ａに接続したエアコンプレッサ等から流体の一例としての空気を注入することによって内圧が調節可能となっている。なお、空気の注入の際には圧力ゲージ等によって、シール部材１３の内圧を管理することが好ましい。

したがって、ポンプベース１０とソールプレート１１との隙間が設計値よりも多少変動しても、シール部材１３が排水管６を囲む全周の各位置において内圧が等しくなるように適宜膨張収縮可能であるため、ポンプベース１０の下面１０ａ及びソールプレート１１の上面１１ａに対するシール部材１３の密着の程度が排水管６を囲む全周に亘って均一なものとなる。したがって、排水管６を囲む全周に亘って均一な水密性が確保される。

ところで、ポンプ室２は、例えばポンプ室２を有する施設が不等沈下することによって、床部３に傾きや段差が生じる場合がある。この床部３に生じる傾きや段差に起因して、床部３のソールプレート１１に対して固定されたポンプベース１０も傾き、これに伴って排水管６が傾くことによって、回転軸７と前記動力源とに相対的な位置ずれが生じたり、回転軸７が垂直方向から僅かに傾斜したりする。そしてこのような場合には、排水管６の姿勢を正常な姿勢となるように調整する必要がある。

このような排水管６の姿勢調整のために、排水管据付機構１は排水管６を囲む全周に亘って、ソールプレート１１に対するポンプベース１０の垂直方向の位置を調節可能な垂直調節機構１４と、ソールプレート１１に対するポンプベース１０の水平方向の位置を調節可能な水平調節機構１５とが備えられている。

垂直調節機構１４は、ボルト穴１４ａ、垂直ジャッキボルト１４ｂ、及び、ポンプベース１０とソールプレート１１との隙間に挟み込むシム１４ｃから構成されている。

ボルト穴１４ａは、ポンプベース１０に、ボルト挿通口１０ｂとは周方向において異なる位置に設けられており、このボルト穴１４ａに垂直ジャッキボルト１４ｂが螺合されている。ボルト穴１４ａ及び垂直ジャッキボルト１４ｂの数、寸法及び位置は、ポンプベース１０の寸法に応じて適宜選定され、本実施形態においては排水管６の周囲の８箇所に均等に設けられている。

本実施形態においてシム１４ｃは、図２に示すように、上からみて垂直ジャッキボルト１４ｂの左右に跨るようなコの字形状の金属製の薄板から構成され、例えば、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍのように厚みの異なる複数が用意されている。ただし、シム１４ｃの具体的な形状はこれに限らない。ポンプベース１０とソールプレート１１との隙間に応じて適切に挟み込める形状であればよい。

図３に示すように、不等沈下によって、ソールプレート１１が傾いたとしても、垂直ジャッキボルト１４ｂごとにその先端のポンプベース１０から下方への突出量を増減させ、さらに、垂直ジャッキボルト１４ｂごとの垂直調節量に応じて、厚みの異なるシム１４ｃを組み合わせて、ポンプベース１０とソールプレート１１との隙間に挟み込むことによって、傾いたソールプレート１１上におけるポンプベース１０の垂直方向の相対位置が適切な位置に調節される。

水平調節機構１５は、ボルト穴１５ａ、水平ジャッキボルト１５ｂ及びボス１５ｃとから構成されている。ボルト穴１５ａは、ソールプレート１１に、少なくとも垂直ジャッキボルト１４ｂとは周方向において重ならない位置に取り付けられたボス１５ｃに設けられている。このボルト穴１５ａに水平ジャッキボルト１５ｂが螺合されている。ボス１５ｃにおいてボルト穴１５ａは、水平ジャッキボルト１５ｂの先端が、ポンプベース１０の外周面１０ｄに当接可能な位置に設けられている。ボルト穴１５ａ、水平ジャッキボルト１５ｂ及びボス１５ｃの数、寸法及び位置は、ポンプベース１０の寸法に応じて適宜選定され、本実施形態においてポンプベース１０の周囲の８箇所に均等に設けられている。

垂直調節機構１４によるポンプベース１０の垂直位置の調節に前後して、水平調節機構１５によって、水平ジャッキボルト１５ｂごとにその先端のボス１５ｃからの突出量を増減させることによって、ポンプベース１０の水平方向の相対位置も適切な位置に調節可能となっている。

上記構成により、ポンプベース１０とソールプレート１１との相対的な位置が適切なものに調整された際にも、シール部材１３がポンプベース１０とソールプレート１１との隙間の変化に応じて適宜膨張収縮して、ポンプベース１０及びソールプレート１１に対する密着の程度が排水管を囲む全周に亘って均一なものとなり、排水管６の外周の全周に亘って均一な水密性が確保されるため、不等沈下による不具合を防止することができる。なお、垂直調節機構１４及び水平調節機構１５によるポンプベース１０の位置調節は、ポンプベース１０をソールプレート１１に対して固定するナット１７ｂが寸切りボルト１７ａから緩められた状態で行われる。垂直調節機構１４及び水平調節機構１５によるポンプベース１０の位置調節後は、ナット１７ｂが寸切りボルト１７ａに締め付けられる。また、シール部材１３にエアコンプレッサ等から空気を適宜注入することによって内圧が適切に調節される。

以下に、排水管据付機構１の別実施形態について説明する。以下の説明では、上述した実施形態と異なる構成について詳述し、同様の構成については同一の符号を付して説明を簡略ないし省略する。

図４示すように、当該実施形態における排水管据付機構１においては、ポンプベース１０は、排水管６を囲むように垂直方向に延在する外向面１０ｃを有し、ソールプレート１１は、排水管６を囲むように垂直方向に延在するとともに、ポンプベース１０の外向面１０ｃと対向する内向面１１ｃを有している。

ポンプベース１０の外向面１０ｃには、排水管６を囲むようにシール溝１６が設けられており、このシール溝１６に環状のシール部材１３が配設されている。シール部材１３によってポンプベース１０の外向面１０ｃとソールプレート１１の内向面１１ｃとの間の水密性が確保される。

当該実施形態においても、不等沈下によってソールプレート１１が傾いたとしても、図５に示すように、垂直調節機構１４及び水平調節機構１５によって、ポンプベース１０とソールプレート１１との相対的な位置が適切なものに調整され、不等沈下による不具合を防止することができる。なお、垂直調節機構１４及び水平調節機構１５によるポンプベース１０の位置調節は、ポンプベース１０をソールプレート１１に対して固定するナット１７ｂが寸切りボルト１７ａから緩められた状態で行われる。垂直調節機構１４及び水平調節機構１５によるポンプベース１０の位置調節後は、ナット１７ｂが寸切りボルト１７ａに締め付けられる。また、シール部材１３にエアコンプレッサ等から空気を適宜注入することによって内圧が適切に調節される。

上述したいずれの実施形態においても、シール部材１３に、シール部材１３の外部と内部とを連通する通気口１３ａと、通気口１３ａの開閉をする弁機構１３ｂとが備えられ、この通気口１３ａに接続したエアコンプレッサ等から空気を注入することによって内圧が調節可能である構成について説明したが、これに限らない。シール部材１３に通気口１３ａが備えられていない構成であってもよい。このようなシール部材であっても、ポンプベース１０とソールプレート１１との隙間が設計値よりも多少変動したときに、排水管６の外周の全周の各位置において内圧が等しくなるように適宜膨張収縮するため、ポンプベース１０及びソールプレート１１に対する密着の程度が排水管を囲む全周に亘って均一なものとなる。したがって、排水管６の外周の全周に亘って均一な水密性が確保される。

上述したいずれの実施形態においても、シール部材１３に、シール部材１３の外部と内部とを連通する通流口の一例として通気口１３ａが設けられ、シール部材１３に空気が注入される場合について説明したが、これに限らない。シール部材１３に注入される流体は空気に限らず窒素ガス等の他の気体であってもよく、さらには水や油等の液体であってもよい。流体が液体の場合は、シール部材１３へ液体を注入する際には、通流口の一例としての通液口に接続可能な液体ポンプ等が用いられる。

なお、上述したいずれの実施形態においても、ポンプベース１０が寸切りボルト１７ａ及びナット１７ｂによってソールプレート１１に対して固定され、ソールプレート１１がアンカーボルト１８ａ及びナット１８ｂよって床部３に対して固定される構成について説明したが、これに限らない。例えば、ポンプベース１０及びソールプレート１１が床部３に対して共通のアンカーボルト及びナットによって同時に固定される構成であってもよい。

上述したいずれの実施形態においても、垂直調節機構１４が、垂直ジャッキボルト１４ｂ及びシム１４ｃによって、ポンプベース１０の垂直位置や水平位置を調節するように構成されている場合について説明したが、これに限らない。例えば、垂直調節機構は、ポンプベース１０とソールプレート１１との間であって排水管６の周囲の適当な位置に配置した複数の油圧ジャッキから構成され、この油圧ジャッキによってポンプベース１０とソールプレート１１との隙間が適宜調節可能であるような構成であってもよい。水平調節機構１５も同様である。

上述したいずれの実施形態においても、ポンプベース１０は、連結管６ｃの外側に大きく張り出すように設けられたフランジ状部材から構成されている場合について説明したが、これに限らない。ポンプベース１０は、連結管６ｃとは別体に構成され、このポンプベース１０に排水管６が固定可能に構成されていてもよい。

上述したいずれの実施形態においても、排水ポンプ５は、排水管６が、揚水管６ａ、吐出曲管６ｂ及び連結管６ｃから構成される場合について説明したが、これらは一体的に構成されていてもよい。

上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

１ ：排水管据付機構
２ ：ポンプ室
３ ：床部
４ ：ポンプ井
５ ：排水ポンプ
６ ：排水管
９ ：開口部
１０ ：ポンプベース
１０ａ ：下面
１０ｃ ：外向面
１１ ：ソールプレート
１１ａ ：上面
１１ｃ ：内向面
１３ ：シール部材
１３ａ ：通気口（通流口）
１３ｂ ：弁機構
１４ ：垂直調節機構
１５ ：水平調節機構

Claims (6)

1. 立軸の排水ポンプに備えられた排水管をポンプ室の床部に設けられた開口部に対して、該開口部を垂直方向に貫通させた状態で前記ポンプ室の下方にあるポンプ井に向けて吊り下げ状態で据え付ける排水管据付機構であって、
   前記排水管の外周に外方に向けて設けられるポンプベースと、
   前記開口部の縁部に設けられ、前記ポンプベースが載置されるソールプレートと、
   前記ポンプベースと前記ソールプレートとの間に、前記排水管を囲むように配置される、弾性体からなり中空で流体が封入された環状のシール部材と、を有することを特徴とする排水管据付機構。
2. 前記ポンプベースは、前記排水管を囲むように水平方向に延在する下面を有し、
   前記ソールプレートは、前記排水管を囲むように水平方向に延在するとともに、前記ポンプベースの下面と対向する上面を有し、
   前記シール部材は、前記排水管を囲むように前記ポンプベースの下面と前記ソールプレートの上面との間に配置されている請求項１に記載の排水管据付機構。
3. 前記ポンプベースは、前記排水管を囲むように垂直方向に延在する外向面を有し、
   前記ソールプレートは、前記排水管を囲むように垂直方向に延在するとともに、前記ポンプベースの外向面と対向する内向面を有し、
   前記シール部材は、前記排水管を囲むように前記ポンプベースの外向面と前記ソールプレートの内向面との間に配置されている請求項１に記載の排水管据付機構。
4. 前記シール部材は、少なくとも外部から内部に流体を注入可能な通流口と、前記通流口の開閉をする弁機構とが備えられている請求項１から３のいずれか一項に記載の排水管据付機構。
5. 前記排水管を囲む全周に亘って、前記ソールプレートに対する前記ポンプベースの垂直方向の位置を調節可能な垂直調節機構が備えられている請求項１から４のいずれか一項に記載の排水管据付機構。
6. 前記排水管を囲む全周に亘って、前記ソールプレートに対する前記ポンプベースの水平方向の位置を調節可能な水平調節機構が備えられている請求項１から５のいずれか一項に記載の排水管据付機構。

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