JPH05133379A - 立軸ポンプ - Google Patents

立軸ポンプ

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JPH05133379A
JPH05133379A JP29105591A JP29105591A JPH05133379A JP H05133379 A JPH05133379 A JP H05133379A JP 29105591 A JP29105591 A JP 29105591A JP 29105591 A JP29105591 A JP 29105591A JP H05133379 A JPH05133379 A JP H05133379A
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明 真鍋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、無給水状態における空転運
転時の無給水軸受の適用拡大を図りうるとともに、信頼
性を確保することができ、同時に振動の低減を図りうる
先行待機運転用の立軸ポンプを提供することにある。 【構成】 主軸軸受9に支持された主軸8の先端に羽根
車1が設けられ、その羽根車1のボス先端部より下方
に、主軸8の軸径よりも相対的に細い軸径の補助軸10
を前記主軸8と同心に延長して設け、前記補助軸10を
支持する無給水運転可能な軸受11をベルマウス3の下
端近傍に設けるとともに、前記主軸8と主軸軸受9との
間隙を、前記補助軸10と補助軸軸受11との間隙より
も相対的に大きくしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、立軸ポンプに係り、特
に、例えば雨水排水ポンプ場の先行待機運転用に好適な
立軸ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、道路の舗装率の上昇による雨水不
浸透面積の増加などにより、都市型洪水と呼ばれる雨水
排水ポンプ場への急激な雨水流入が問題となっている。
このため、降雨の際にポンプピットの水位の急上昇に備
えるため、ポンプピットの水位が規定水位よりも低い状
態からポンプを運転する先行待機運転ポンプが実用化さ
れている。このような先行待機運転ポンプに関する技術
としては、例えば、実開昭62−28097号公報、実
開昭63−150097号公報記載のものが挙げられ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記先行待機運転立軸
ポンプは、ポンプピット水位がポンプ揚水可能水位に達
する以前から運転を開始するために、ポンプ内に水がな
い状態で運転をすることが要求される。すなわち、ポン
プが大気中で空転状態となるので、軸受部にも潤滑を助
ける水の供給がないことになる。そのため、軸受部に水
を供給する給水装置を設けるか、あるいは水のない無給
水の状態で運転可能な素材を用いたセラミック軸受など
が採用されていた。
【0004】しかし、給水装置を設けることは設備が煩
雑となる問題がある。また、無給水運転可能なセラミッ
ク軸受については、摺動面に加わる荷重と摺動部の周速
度によりその適用の制限を受け、場合によっては適用不
可となることがあるという問題があった。また、ポンプ
ピットの水位が上がり、ポンプが空気を吸い込みながら
の撹拌運転状態になると、大気中での空転状態と比較し
て流体力のアンバランスが生じやすくなり、そのアンバ
ランスが原因となる振動が発生するという問題があっ
た。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決するためになされたもので、無給水状態における空
転運転時の無給水軸受の適用拡大を図りうるとともに、
信頼性を確保することができ、同時に振動の低減を図り
うる先行待機運転用の立軸ポンプを提供することを、そ
の目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の立軸ポンプに係る第一の発明の構成は、羽
根車を回転させる主軸を、ケーシングで固定された軸受
で支持し、吸込側ケーシングとしてベルマウスを有し、
羽根車の下方のケーシングに吸気孔を設け、この吸気孔
に吸気管を接続してなる立軸ポンプにおいて、羽根車ボ
ス先端部より下方に、前記ポンプの主軸の軸径よりも相
対的に細い軸径の補助軸を前記主軸と同心に延長して設
け、前記補助軸を支持する無給水運転可能な軸受をベル
マウス内の下端近傍に設けるとともに、前記主軸と該主
軸を支持する軸受との間隙を、前記補助軸と該補助軸を
支持する軸受との間隙よりも相対的に大きくしたもので
ある。
【0007】また、本発明の立軸ポンプに係る第二の発
明の構成は、羽根車を回転させる主軸を、ケーシングで
固定された軸受で支持し、吸込側ケーシングとしてベル
マウスを有し、羽根車の下方のケーシングに吸気孔を設
け、この吸気孔に吸気管を接続してなる立軸ポンプにお
いて、羽根車ボス先端部より下方に、前記ポンプの主軸
の軸径よりも相対的に細い軸径の補助軸を前記主軸と同
心に延長して設け、前記補助軸を支持する無給水運転可
能な軸受をベルマウス下端より外に設けるとともに、前
記主軸と該主軸を支持する軸受との間隙を、前記補助軸
と該補助軸を支持する軸受との間隙よりも相対的に大き
くしたものである。さらに、補助軸の軸受をベルマウス
に支持するための支持部を、ベルマウスから羽根車へ流
入する流れを整流する整流板として構成したものであ
る。
【0008】
【作用】上記技術的手段による働きは下記のとおりであ
る。羽根車ボスより下方に設置される補助軸と補助軸用
軸受は、相対的に主軸より細くしているので、補助軸軸
受摺動面の周速度は主軸軸受摺動面の周速度よりも低く
なっている。それにより、主軸の軸径の周速度では無給
水軸受が適用できない場合も、補助軸受では無給水軸受
が適用可能となる。
【0009】ポンプピット内の水位がベルマウスより低
い先行待機運転時の、大気中での空転状態では、流体力
のアンバランスは小さいため、アンバランスにより生じ
る軸の振れは小さく、補助軸軸受への荷重は小さい。一
方、そのとき主軸の軸受においては、軸と軸受との間隙
を大きくとってあるため摺動面の接触がない。すなわ
ち、大気中での空転状態では、補助軸軸受がポンプの軸
受として働き、主軸軸受には軸受として作用させない。
そのため、軸受が無給水状態となる低水位での空転運転
時における軸受の信頼性が向上する。
【0010】ポンプピット内の水位が上昇し、立軸ポン
プが空気を吸いながらの撹拌運転の状態となると、補助
軸軸受と主軸軸受には水が供給されるので、無給水状態
ではなくなる。また、水と空気の混合状態における流体
力のアンバランスによる振動が発生するが、主軸軸受と
補助軸軸受とが両者ともに軸受として作用し、その振動
が抑制される。すなわち、従来のように、補助軸と補助
軸軸受が設置されていないときは、羽根車は、羽根車背
面側一方で支持されている、いわゆる片持ち状態である
ため、流体力のアンバランスにより振動が出やすいが、
本発明では、補助軸と補助軸軸受とを設置することによ
り、羽根車は、前面と背面との両方で支持されることに
なり振動が抑制される。
【0011】ポンプピット内の水位がさらに上昇し、立
軸ポンプが水だけの排水運転状態となったときも、撹拌
運転状態と同じ作用をする。また、補助軸軸受の支持構
造を整流板とすれば、ベルマウスから吸い込む水の流れ
を安定化させることができ、振動の低減を図ることがで
きる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図1ないし図3を
参照して説明する。 〔実施例 1〕図1は、本発明の一実施例に係る先行待
機運転用立軸ポンプのボール部を示す断面図である。図
1に示すように、羽根車1のボス1aを嵌着して、上部
にあるモータ(図示せず)によって駆動される主軸8
は、ポンプケーシング4の内壁側に主軸軸受ステー7を
介して固定された主軸軸受9に支持されている。この羽
根車1を収納したポンプケーシング4のケーシングライ
ナ2の下方に、吸込側ケーシングとしてベルマウス3が
接続されている。
【0013】前記主軸8と同心に、羽根車1のボス1a
先端部から下方に補助軸10が延びており、この補助軸
10は、補助軸軸受ステー12を介してベルマウス3内
壁に固定された補助軸軸受11により支持されている。
羽根車1の下方近傍(図1の例ではベルマウス3)には
吸気孔5が開口し、この吸気孔5に一点鎖線で示す吸気
管6が接続され、図示しないが吸気管6の他端には吸気
量調整弁が設けられ、流量制御装置を構成している。
【0014】前記補助軸10の軸径は、強度上問題ない
程度に主軸8よりも細くなっている。補助軸軸受11
は、例えばセラミック軸受など無給水運転可能な軸受で
ある。また、主軸軸受9と主軸8との間隙は、補助軸軸
受11により補助軸10が支持された状態で、大気中で
ポンプを空転させたときに生じる振れまわりがあっても
摺動面が接しないように設定したものである。このよう
な先行待機運転用立軸ポンプの作用を次に説明する。
【0015】降雨があり、排水ポンプ場への急激な雨水
流入が予測されると、図1に示す立軸ポンプは、排水開
始水位Ldより低い水位で、ポンプピットの水位がまだ
ベルマウス3の下端に達しない状態で、大気中でのポン
プの空転を開始する。このとき、補助軸軸受11は無給
水状態であるが、該軸受が基本的に無給水運転可能な軸
受であることと、補助軸10の軸径が主軸8の軸径より
小さいため、補助軸軸受11の摺動部の周速度が低いこ
と、空気中での運転であるため、流体力のアンバランス
による補助軸軸受11への荷重が小さいことにより、無
給水状態のままの運転は問題ない。一方、主軸軸受9に
おいては、主軸8との間隙が前述のごとく大きく設定し
てあるため、摺動面の接触はなく、主軸軸受9は軸受と
して作用せず、補助軸軸受11が軸受として作用し、空
転状態を続けることができる。
【0016】ポンプピットの水位が上昇していき、立軸
ポンプが、吸気管6を通して吸気孔5から吸気しながら
の撹拌運転状態になると、空気と水との混合状態で少量
の揚水がなされ、軸受は、補助軸軸受11と主軸軸受9
との両者ともに給水状態となり、軸受として作用する。
その後、さらに水位が上昇し、排水開始水位Ldに達す
ると、通常の水だけの排水運転状態となり、軸受には給
水がなされる。撹拌運転状態と通常排水状態とでは、空
気中での空転状態に比較して流体力のアンバランスは大
きいが、主軸受9がそのアンバランスによる振れを抑え
る。また、補助軸10があるために振動は拘束され、補
助軸10がない場合と比較して振動が抑えこまれる効果
も期待できる。
【0017】逆に、ポンプピットが通常の排水状態とな
っている水位から水位が下降していく場合を考えると、
排水停止水位Lsまでは補助軸軸受11と主軸軸受9と
は給水状態で回転を支持している。水位が排水停止水位
Lsに達するとポンプの排水は行われず、主軸軸受9は
無給水状態となるが、羽根車1はすでに空気中での空転
状態であるため、流体力のアンバランスの影響は小さ
く、振れも小さいため主軸軸受9の摺動面の接触はな
い。このとき、主軸軸受9は軸受として作用しない。補
助軸軸受11はいまだ水中にあり、問題なく空転を続け
ることができ、その後さらに規定の運転停止水位に下が
るまで空転を続ける。
【0018】〔実施例 2〕次に、図2は、本発明の他
の実施例に係る先行待機運転用立軸ポンプのボール部を
示す断面図である。図中、図1と同一符号のものは先の
実施例と同等部分であるから、その説明を省略する。図
2に示す実施例では、羽根車ボス1a先端部より下方
に、前記ポンプの主軸8の軸径よりも相対的に細い軸径
の補助軸10Aを前記主軸8と同心に延長して設け、こ
の補助軸10Aを支持する無給水運転可能な補助軸軸受
11Aをベルマウス3下端より外に設けたものである。
補助軸軸受11Aは、補助軸軸受ステー12Aを介して
ベルマウス3の外端に固定している。図2の実施例によ
れば、先の図1の実施例と同様の効果が得られるほか、
補助軸軸受11Aは、水中に浸る機会を多くすることが
でき、無給水運転状態を少なくできるという本実施例特
有の効果がある。
【0019】〔実施例 3〕次に、図3は、本発明のさ
らに他の実施例に係る先行待機運転用立軸ポンプのボー
ル部を示す断面図である。図中、図1と同一符号のもの
は先の実施例と同等部分であるから、その説明を省略す
る。図3の実施例が、図1の実施例と相違するところ
は、補助軸軸受ステーを整流板13として構成し、ベル
マウス3から吸い込む水の流れを整流し、流れの乱れに
よる振動の発生を抑制するものである。図3の実施例に
よれば、先の図1の実施例と同様の効果が得られるほ
か、補助軸軸受ステー12Aによりベルマウス3から吸
い込む水の流れを整流し振動の発生を抑制するという本
実施例特有の効果がある。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、無給水状態における空転運転時の無給水軸受の適
用拡大を図りうるとともに、信頼性を確保することがで
き、同時に振動の低減を図りうる先行待機運転用の立軸
ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る先行待機運転用立軸ポ
ンプのボール部を示す断面図である。
【図2】本発明の他の実施例に係る先行待機運転用立軸
ポンプのボール部を示す断面図である。
【図3】本発明のさらに他の実施例に係る先行待機運転
用立軸ポンプのボール部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 羽根車 1a ボス 2 ケーシングライナ 3 ベルマウス 4 ポンプケーシング 5 吸気孔 6 吸気管 8 主軸 9 主軸軸受 10,10A 補助軸 11,11A 補助軸軸受 12,12A 補助軸軸受ステー 13 整流板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根車を回転させる主軸を、ケーシング
    で固定された軸受で支持し、吸込側ケーシングとしてベ
    ルマウスを有し、羽根車の下方のケーシングに吸気孔を
    設け、この吸気孔に吸気管を接続してなる立軸ポンプに
    おいて、 羽根車ボス先端部より下方に、前記ポンプの主軸の軸径
    よりも相対的に細い軸径の補助軸を前記主軸と同心に延
    長して設け、前記補助軸を支持する無給水運転可能な軸
    受をベルマウス内の下端近傍に設けるとともに、 前記主軸と該主軸を支持する軸受との間隙を、前記補助
    軸と該補助軸を支持する軸受との間隙よりも相対的に大
    きくしたことを特徴とする立軸ポンプ。
  2. 【請求項2】 羽根車を回転させる主軸を、ケーシング
    で固定された軸受で支持し、吸込側ケーシングとしてベ
    ルマウスを有し、羽根車の下方のケーシングに吸気孔を
    設け、この吸気孔に吸気管を接続してなる立軸ポンプに
    おいて、 羽根車ボス先端部より下方に、前記ポンプの主軸の軸径
    よりも相対的に細い軸径の補助軸を前記主軸と同心に延
    長して設け、前記補助軸を支持する無給水運転可能な軸
    受をベルマウス下端より外に設けるとともに、 前記主軸と該主軸を支持する軸受との間隙を、前記補助
    軸と該補助軸を支持する軸受との間隙よりも相対的に大
    きくしたことを特徴とする立軸ポンプ。
  3. 【請求項3】 補助軸の軸受をベルマウスに支持するた
    めの支持部を、ベルマウスから羽根車へ流入する流れを
    整流する整流板として構成したことを特徴とする請求項
    1または2記載のいずれかの立軸ポンプ。
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