JP7345990B2 - 立軸ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、水中軸受のメンテナンス性に優れた立軸ポンプに関するものである。

一般的に、河川などに接続される吸込水槽等の水を汲み上げる立軸ポンプでは、回転軸である主軸を水中軸受で回転可能に支持しているが、揚水管内に配置された水中軸受の点検や交換を行う場合、水中軸受が通常水中に没水しているため、ポンプ本体を引き上げて分解する必要があった。このため、水中軸受の点検や交換にかなりの費用や期間がかかってしまう問題があった。

ポンプを据え付けた状態で水中軸受の点検や交換を可能にするため、従来、例えば特許文献１には、吐出曲管の上部に設けられた外軸受と羽根車の下方に設けられた水中軸受との間に回転軸を支持する中間軸受を配置せずに、回転軸を外軸受と水中軸受とで支持し、羽根車を収容したガイドケーシングに、羽根車の吐出側に配置された吐出ボウル内にガイドベーンを配置した立軸ポンプが記載されている。
この立軸ポンプでは、水槽部の内部をドライにした状態で、立軸ポンプの下部に作業員が入ることで、立軸ポンプを引き上げることなく羽根車の下方に位置する水中軸受の点検を行うことができる。

特許第４４５６５７９号公報

上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の特許文献１に記載の技術では、羽根車の下方で支持部材によって吸込ベルマウスに水中軸受を固定することで、立軸ポンプを引き上げなくでも水中軸受の点検を行うことができるが、回転する回転軸の振動が水中軸受及び支持部材を介して吸込ベルマウスに伝わり、吸込ベルマウスに振動を生じさせてしまう問題があった。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、ポンプ本体を引き上げることなく水中軸受の点検や交換を行うことができると共に振動を抑制可能な立軸ポンプを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る立軸ポンプは、下端に羽根車が取り付けられ回転駆動される主軸と、軸受を介して前記主軸を回転可能に支持するケーシングとを備え、前記羽根車が、前記主軸の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部と、前記スリーブ部の外周面に設けられた複数の羽根部と、上部が前記スリーブ部内に下方から挿入されている固定軸と、前記スリーブ部と前記固定軸との間に配された固定軸用軸受とを備え、前記ケーシングが、前記固定軸の下部を支持する軸支持部を備えていることを特徴とする。

この立軸ポンプでは、羽根車が、主軸の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部と、スリーブ部の外周面に設けられた複数の羽根部と、上部がスリーブ部内に下方から挿入されている固定軸と、スリーブ部と固定軸との間に配された固定軸用軸受とを備え、ケーシングが、固定軸の下部を支持する軸支持部を備えているので、軸支持部による固定軸の支持を解除すると共に固定軸を下方に引き抜いてスリーブ部から取り外すことで、ポンプ本体を引き上げることなく容易に水中軸受である固定軸用軸受を点検や交換することができる。また、回転体である羽根車の内部に固定軸用軸受が配されることにより、回転時の振動を抑制することができると共に、回転しない固定軸が軸支持部によってケーシングに固定されていることで、ケーシング（特に、吸込ベルマウス）に振動が伝わることを抑制可能である。

第２の発明に係る立軸ポンプは、第１の発明において、前記固定軸が、前記スリーブ部より下方に露出した部分であって前記固定軸用軸受の直下に配されて半径方向外方に突出したゴミ避け部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、固定軸が、スリーブ部より下方に露出した部分であって固定軸用軸受の直下に配されて半径方向外方に突出したゴミ避け部を備えているので、ゴミ避け部が障壁となって、水中に含まれる異物が固定軸用軸受内に流入することを防ぐことができる。特に、固定軸用軸受直下の固定軸にゴミ避け部が取り付けられることで、効率的に異物の流入を防ぐことが可能になる。

第３の発明に係る立軸ポンプは、第１及び第２の発明において、前記スリーブ部が、前記主軸と前記固定軸用軸受との間で内外に貫通した貫通孔を有していることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、スリーブ部が、主軸と固定軸用軸受との間で内外に貫通した貫通孔を有しているので、スリーブ部の外側で吸い上げられる原水の一部が貫通孔を介して主軸と固定軸用軸受との間に流入し供給されることで、固定軸用軸受を冷却することができる。

第４の発明に係る立軸ポンプは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記スリーブ部が、前記羽根部よりも下方に突出した部分を有し、前記固定軸用軸受が、前記突出した部分の内側にも設けられていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、スリーブ部が、羽根部よりも下方に突出した部分を有し、前記突出した部分の内側にも設けられているので、固定軸を少なくとも上下２箇所の固定軸用軸受による２点支持で安定して支持することができる。

第５の発明に係る立軸ポンプは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記固定軸又は前記スリーブ部の前記固定軸用軸受に対向した位置に、固定軸用スリーブが設けられていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、固定軸又はスリーブ部の固定軸用軸受に対向した位置に、固定軸用スリーブが設けられているので、固定軸やスリーブ部よりも摺動性の高い材質の固定軸用スリーブを設けることで、より振動が少なく効率的な回転を得ることができると共に、固定軸用スリーブのみを交換して容易にメンテナンスを行うことが可能になる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の立軸ポンプによれば、羽根車が、主軸の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部と、スリーブ部の外周面に設けられた複数の羽根部と、上部がスリーブ部内に下方から挿入されている固定軸と、スリーブ部と固定軸との間に配された固定軸用軸受とを備え、ケーシングが、固定軸の下部を支持する軸支持部を備えているので、ポンプ本体を引き上げることなく容易に水中軸受である固定軸用軸受を点検や交換することができると共に、ケーシング（特に、吸込ベルマウス）に振動が伝わることを抑制可能である。
したがって、本発明の立軸ポンプでは、水中軸受の点検及び交換が容易であり、作業における手間の削減や時間の短縮を大幅に実現することができると共に、稼働時の振動を抑制することができる。

本発明に係る立軸ポンプの第１実施形態を示す要部の断面図である。 第１実施形態において、立軸ポンプを示す断面図である。 本発明に係る立軸ポンプの第２実施形態を示す要部の断面図である。

以下、本発明における立軸ポンプの第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。

本実施形態における立軸ポンプ１は、例えば河川の排水ポンプであり、図１及び図２に示すように、下端に羽根車２が取り付けられ回転駆動される主軸３と、軸受４を介して主軸３を回転可能に支持するケーシング５とを備えている。
上記羽根車２は、主軸３の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部６と、スリーブ部６の外周面に設けられた複数の羽根部７と、上部がスリーブ部６内に下方から挿入されている固定軸８と、スリーブ部６と固定軸８との間に配された固定軸用軸受９とを備えている。

上記ケーシング５は、固定軸８の下部を支持する軸支持部５ａを備えている。
上記固定軸８は、スリーブ部６より下方に露出した部分であって固定軸用軸受９の直下に配されて半径方向外方に突出したゴミ避け部１０を備えている。
また、本実施形態の立軸ポンプ１では、固定軸８又はスリーブ部６の固定軸用軸受９に対向した位置に、固定軸用スリーブ８ａが設けられている。
なお、本実施形態では、固定軸８の上部外周に固定軸用スリーブ８ａが取り付けられている。この固定軸用スリーブ８ａは、固定軸８よりも摺動性の高い材質で形成されている。

上記ゴミ避け部１０は、固定軸８の外周面上に、固定軸用軸受９の直下を覆うようにして円環状に設けられ、例えばステンレス等の耐蝕性の高い金属等で形成されている。
また、スリーブ部６は、主軸３と固定軸用軸受９との間で内外に貫通した貫通孔６ａを有している。

上記スリーブ部６と主軸３の下部とは、図示しないキーにより互いに固定されている。すなわち、主軸３の回転に伴って主軸３に固定されたスリーブ部６及び羽根部７が回転する。
上記固定軸用軸受９は、スリーブ部６側に取り付けられているが、固定軸８側に固定しても構わない。この場合、固定軸用スリーブ８ａは、スリーブ部６側に取り付ける。

上記軸支持部５ａは、ケーシング５の下端の吸込ベルマウス５ｂから半径方向内方に向けて延在した複数の板状部材であり、これらの端部に固定軸８が取り外し可能に固定されている。
上記貫通孔６ａは、スリーブ部６の外周面に複数設けられており、固定軸８上には、貫通孔６ａから流入した原水を貯留するバランスホールである空洞部６ｂが設けられ、空洞部６ｂが貫通孔６ａに接続されている。すなわち、貫通孔６ａ及び空洞部６ｂを介して固定軸用軸受９に原水を供給可能とされている。

本実施形態の立軸ポンプ１は、羽根車２から吐出される流れが主軸３の中心線を軸とする円錐面内にある斜流ポンプである。
ケーシング５は、下端に水の吸込口である吸込ベルマウス５ｂを有する筒状であり、上部側に吐出管１１が接続されている。

本実施形態の立軸ポンプ１は、吸込水槽の上部のポンプ設置床（据付床）１３の据付孔１３ａにポンプベース（ベースプレート）を含む吊下げ管１４が配設固定され、吊下げ管１４にケーシング５が固定されて吊り下げ設置されている。また、吊下げ管１４の上には、吐出管１１（吐出しエルボ）が配設固定されて接続されている。
また、ケーシング５の下部に設けられた吸込ベルマウス５ｂは、吸込水槽の水面下に水没させられる。
上記ケーシング５は、複数の筒状体が軸線方向に連結されて構成されている。

主軸３は、吐出管１１の外壁を貫通して上方外部に突出し、その上端部がスペース軸継手１５を介して減速装置（図示略）又はモータ（図示略）に連結されている。
主軸３の上部は、吐出管１１の外壁を貫通して突出する貫通部分１６には、軸封装置１７が設けられ、その少し上方位置に上部の軸受４が設けられて主軸３の上部が支持されている。

このように本実施形態の立軸ポンプ１では、羽根車２が、主軸３の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部６と、スリーブ部６の外周面に設けられた複数の羽根部７と、上部がスリーブ部６内に下方から挿入されている固定軸８と、スリーブ部６と固定軸８との間に配された固定軸用軸受９とを備え、ケーシング５が、固定軸８の下部を支持する軸支持部５ａを備えているので、軸支持部５ａによる固定軸８の支持を解除すると共に固定軸８を下方に引き抜いてスリーブ部６から取り外すことで、ポンプ本体を引き上げることなく容易に水中軸受である固定軸用軸受９を点検や交換することができる。

また、回転体である羽根車２の内部に固定軸用軸受９が配されることにより、回転時の振動を抑制することができると共に、回転しない固定軸８が軸支持部５ａによってケーシング５に固定されていることで、ケーシング５（特に、吸込ベルマウス５ｂ）に振動が伝わることを抑制可能である。

また、固定軸８が、スリーブ部６より下方に露出した部分であって固定軸用軸受９の直下に配されて半径方向外方に突出したゴミ避け部１０を備えているので、ゴミ避け部１０が障壁となって、水中に含まれる異物が固定軸用軸受９内に流入することを防ぐことができる。特に、固定軸用軸受９直下の固定軸８にゴミ避け部１０が取り付けられることで、効率的に異物の流入を防ぐことが可能になる。

さらに、スリーブ部６が、主軸３と固定軸用軸受９との間で内外に貫通した貫通孔６ａを有しているので、スリーブ部６の外側で吸い上げられる原水の一部が貫通孔６ａを介して主軸３と固定軸用軸受９との間に流入し供給されることで、固定軸用軸受９を冷却することができる。

また、固定軸８又はスリーブ部６の固定軸用軸受９に対向した位置に、固定軸用スリーブ８ａが設けられているので、固定軸８やスリーブ部６よりも摺動性の高い材質の固定軸用スリーブ８ａを設けることで、より振動が少なく効率的な回転を得ることができると共に、固定軸用スリーブ８ａのみを交換して容易にメンテナンスを行うことが可能になる。

次に、本発明に係る立軸ポンプの第２実施形態について、図３を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、スリーブ部６内に１つの固定軸用軸受９が配されているのに対し、第２実施形態の立軸ポンプ２１では、図３に示すように、羽根車２２のスリーブ部２６が、羽根部７よりも下方に突出した部分２６ｃを有し、固定軸用軸受９ａが、突出した部分２６ｃの内側にも設けられている点である。

すなわち、第２実施形態では、スリーブ部２６が第１実施形態のスリーブ部６よりも下方に長く延び、上部に配された固定軸用軸受９とは別に下部にも固定軸用軸受９ａが固定軸８との間に配されている。
したがって、第２実施形態では、スリーブ２６と共に羽根部７が２つの固定軸用軸受９，９ａによって回転可能に固定軸８に支持されている。

このように第２実施形態の立軸ポンプ２１では、スリーブ部２６が、羽根部７よりも下方に突出した部分２６ｃを有し、突出した部分２６ｃの内側にも設けられているので、固定軸８を少なくとも上下２箇所の固定軸用軸受９，９ａによる２点支持で安定して支持することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１，２１…立軸ポンプ、２…羽根車、３…主軸、４…軸受、５…ケーシング、５ａ…軸支持部、６，２６…スリーブ部、７…羽根部、８…固定軸、８ａ…固定軸用スリーブ、９，９ａ…固定軸用軸受、１０…ゴミ避け部、２６ｃ…スリーブ部の突出した部分

Claims (4)

1. 下端に羽根車が取り付けられ回転駆動される主軸と、
   軸受を介して前記主軸を回転可能に支持するケーシングとを備え、
   前記羽根車が、前記主軸の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部と、
   前記スリーブ部の外周面に設けられた複数の羽根部と、
   上部が前記スリーブ部内に下方から挿入されている固定軸と、
   前記スリーブ部と前記固定軸との間に配された固定軸用軸受とを備え、
   前記ケーシングが、前記固定軸の下部を支持する軸支持部を備え、
   前記固定軸が、前記スリーブ部より下方に露出した部分であって前記固定軸用軸受の直下に配されて半径方向外方に突出したゴミ避け部を備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
2. 下端に羽根車が取り付けられ回転駆動される主軸と、
   軸受を介して前記主軸を回転可能に支持するケーシングとを備え、
   前記羽根車が、前記主軸の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部と、
   前記スリーブ部の外周面に設けられた複数の羽根部と、
   上部が前記スリーブ部内に下方から挿入されている固定軸と、
   前記スリーブ部と前記固定軸との間に配された固定軸用軸受とを備え、
   前記ケーシングが、前記固定軸の下部を支持する軸支持部を備え、
   前記スリーブ部が、前記主軸と前記固定軸用軸受との間で内外に貫通した貫通孔を有していることを特徴とする立軸ポンプ。
3. 下端に羽根車が取り付けられ回転駆動される主軸と、
   軸受を介して前記主軸を回転可能に支持するケーシングとを備え、
   前記羽根車が、前記主軸の下端部が上部に固定された円筒状のスリーブ部と、
   前記スリーブ部の外周面に設けられた複数の羽根部と、
   上部が前記スリーブ部内に下方から挿入されている固定軸と、
   前記スリーブ部と前記固定軸との間に配された固定軸用軸受とを備え、
   前記ケーシングが、前記固定軸の下部を支持する軸支持部を備え、
   前記スリーブ部が、前記羽根部よりも下方に突出した部分を有し、
   前記固定軸用軸受が、前記突出した部分の内側にも設けられていることを特徴とする立軸ポンプ。
4. 請求項１から３のいずれかに一項に記載の立軸ポンプにおいて、
   前記固定軸又は前記スリーブ部の前記固定軸用軸受に対向した位置に、固定軸用スリーブが設けられていることを特徴とする立軸ポンプ。

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