(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、立軸ポンプに設置されるポンプの圧力脈動に起因するポンプ配管の膜振動を抑制する立軸ポンプを提供する。【解決手段】本発明の立軸ポンプ１００は、羽根車１とこの羽根車を覆うポンプケーシング２とを有するポンプ３０と、ポンプケーシングと締結部３を介して連結し、流体を吸い込むための吸込口６と、ポンプケーシングと締結部を介して連結し、流体を流通するためのポンプ配管４と、ポンプ配管と締結部を介して連結し、流体を排出する排出口に、流体を流通するディスチャージケーシング１１と、を有し、ポンプ配管の外側であって、ポンプ配管の円周方向に形成された避共振リング２０を有する。【選択図】図１
2020051383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と前記羽根車を覆うポンプケーシングとを有するポンプと、前記ポンプケーシングと締結部を介して連結し、流体を吸い込むための吸込口と、前記ポンプケーシングと締結部を介して連結し、前記流体を流通するためのポンプ配管と、前記ポンプ配管と締結部を介して連結し、前記流体を排出する排出口に、前記流体を流通するディスチャージケーシングと、を有し、
前記ポンプ配管の膜振動を抑制する避共振リングを有することを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項２】
前記避共振リングは、前記ポンプ配管の外側であって、前記ポンプ配管の円周方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載の立軸ポンプ。
【請求項３】
前記避共振リングは、前記ポンプ配管の断面と同心円状のリング形状であることを特徴とする請求項２に記載の立軸ポンプ。
【請求項４】
前記避共振リングは、前記ポンプ配管の配管長さの２分の１の位置に設置されることを特徴とする請求項３に記載の立軸ポンプ。
【請求項５】
前記避共振リングは、その厚みが、前記締結部の厚みの２倍より小さく、前記締結部の厚みより大きいことを特徴とする請求項３に記載の立軸ポンプ。
【請求項６】
前記避共振リングは、その直径が、前記締結部の直径より小さく、前記ポンプ配管の直径より大きいことを特徴とする請求項３に記載の立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送水や送液を目的とする立軸ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１７−１２５４５１号公報（特許文献１）がある。この公報には、回転駆動源を含む立軸ポンプの床上部分で運転時に発生する共振現象を効果的に抑制するため、基礎床よりも下に設置される羽根車と、基礎床よりも上に設置される回転駆動源と、羽根車および回転駆動源を互いに連結する主軸と、基礎床に設置されて回転駆動源を支持する支持構造と、支持構造を少なくとも一方に含む２つの部材によって形成される締結部における締結位置を、主軸を中心とする径方向について調整することを可能にする締結位置調整手段とを備える立軸ポンプが記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２５４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、回転駆動源を含む立軸ポンプの床上部分で運転時に発生する共振現象を抑制する立軸ポンプについて記載されている。しかし、特許文献１には、立軸ポンプに設置されるポンプの圧力脈動に起因するポンプ配管の膜振動を抑制することについては記載されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、立軸ポンプに設置されるポンプの圧力脈動に起因するポンプ配管の膜振動を抑制する立軸ポンプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の立軸ポンプは、羽根車とこの羽根車を覆うポンプケーシングとを有するポンプと、ポンプケーシングと締結部を介して連結し、流体を吸い込むための吸込口と、ポンプケーシングと締結部を介して連結し、流体を流通するためのポンプ配管と、ポンプ配管と締結部を介して連結し、流体を排出する排出口に、流体を流通するディスチャージケーシングと、を有し、ポンプ配管の外側であって、ポンプ配管の円周方向に形成された避共振リングを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、立軸ポンプに設置されるポンプの圧力脈動に起因するポンプ配管の膜振動を抑制する立軸ポンプを提供することができる。
【０００８】
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例の立軸ポンプを説明する断面図である。
【図２】本実施例のポンプ配管を説明する斜視図である。
【図３】本実施例における避共振リングの有無による固有振動数の差を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、同一の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本実施例の立軸ポンプを説明する断面図である。
【００１２】
本実施例に記載する立軸ポンプ１００は、羽根車１、ポンプケーシング２、締結部（フランジ）３、ポンプ配管４、回転軸（シャフト）５、吸込口６、吐出口７、カップリング部９、シール部１０、ディスチャージケーシング１１、軸受部１２、中間カップリング部１３、案内羽根１４、サポート部１５、補強リブ１６、避共振リング２０を有する。
【００１３】
なお、本実施例に記載する立軸ポンプ１００は、単独の羽根車１とこの羽根車１を覆う単独のポンプケーシング２とを有するものであるが、複数の羽根車１とこれら複数の羽根車１を覆う複数のポンプケーシング２とを有するものであってもよい。
【００１４】
本実施例に記載する立軸ポンプ１００は、サポート部１５を介して、ポンプ井に形成されたセット部（開口部）８に、吊り下げられる。補強リブ１６は、サポート部１５を補強する。
【００１５】
インペラとも呼ばれる羽根車１、案内羽根１４、ポンプケーシング２は、ポンプ３０を形成する。
【００１６】
羽根車１は、カップリング部９を介して連結するモータ（図示なし）が駆動することにより、回転軸５を介して駆動する。羽根車１が駆動することにより、ベルマウスとも呼ばれる吸込口６から吸い込まれた流体は昇圧され、案内羽根１４により整流されてコラムパイプとも呼ばれるポンプ配管４、ディスチャージケーシング１１を流通し、吐出口７から吐出する。
【００１７】
なお、回転軸５には、数か所（本実施例では２か所）に、中間カップリング１３が形成される。また、回転軸５は、数か所（本実施例では２か所）で、軸受部１２を介してポンプ配管４に、回転自在に支持される。また、回転軸５がディスチャージケーシング１１を連通する部分には、シール部１０が形成される。
【００１８】
吸込口６とポンプケーシング２とは、ポンプケーシング２とポンプ配管４とは、ポンプ配管４とディスチャージケーシング１１とは、それぞれ、フランジが形成された締結部３により連結される。
【００１９】
つまり、本実施例に記載する立軸ポンプ１００は、羽根車１と羽根車１を覆うポンプケーシング２とを有するポンプ３０と、ポンプケーシング２と締結部３を介して連結し、流体（液体）を吸い込むための吸込口６と、ポンプケーシング２と締結部３を介して連結し、流体（液体）を流通するためのポンプ配管４と、ポンプ配管４と締結部３を介して連結し、流体（液体）を排出するための排出口７に、流体（液体）を流通するためのディスチャージケーシング１１と、を有するものである。
【００２０】
また、ポンプ配管４は、数本（本実施例では２本）が連結したものであり、これら数本のポンプ配管４は、フランジが形成された締結部３により連結される。これら数本のポンプ配管４は、必ずしも同じ長さである必要はない。本実施例では、ポンプ３０のポンプケーシング２に連結するポンプ配管４より、ディスチャージケーシング１１に連結するポンプ配管４のほうが長い。
【００２１】
そして、本実施例に記載する立軸ポンプ１００は、ポンプ配管４の外側であって、ポンプ配管４の円周方向に形成された避共振リング２０を有する。そして、本実施例では、ポンプ３０のポンプケーシング２に連結するポンプ配管４より長いディスチャージケーシング１１に連結するポンプ配管４に、避共振リング２０が形成される。つまり、配管長さの異なるポンプ配管４が連結される場合、その配管長さが長いポンプ配管４に避共振リング２０が形成されることが好ましい。
【００２２】
羽根車１を有する立軸ポンプ１００のポンプ配管４においては、羽根車１で生じる圧力脈動が、ポンプ３０の吐出側のポンプ配管４に流通する流体を介して伝搬し、ポンプ配管４の固有振動数と共振することにより、大きな膜振動を発生させる。
【００２３】
本実施例では、こうしたポンプ配管４に発生する膜振動を、ポンプ配管４に避共振リング２０を設置することにより、抑制する。
【００２４】
図２は、本実施例のポンプ配管を説明する斜視図である。
【００２５】
図２に記載するポンプ配管４は、ディスチャージケーシング１１に連結するポンプ配管４を斜視的に示したものである。
【００２６】
ポンプ配管４の両端に、締結部（フランジ）３を有し、ポンプ配管４は、その断面が円形である。締結部（フランジ）３には、ボルト等が設置される穴が形成される。そして、この締結部（フランジ）３により、ポンプ３０のポンプケーシング２に連結するポンプ配管４及びディスチャージケーシング１１のそれぞれの締結部（フランジ）３が連結される。
【００２７】
避共振リング２０は、ポンプ配管４の外表面に形成され、ポンプ配管４の断面と同心円状のリング形状であり、ポンプ配管４の配管長さの２分の１（半分）の位置に設置される。これにより、有効にポンプ配管４の膜振動を抑制することができる。解析の結果、ポンプ配管４は膜振動が発生すると、ポンプ配管４の配管長さ方向の中央部分付近で大きく歪みが生じることが分かったためである。また、ポンプ配管の配管長さの４分の１、２分の１、４分の３の位置に避共振リング２０を設置してもよい。
【００２８】
また、避共振リング２０は、ポンプ配管４や締結部（フランジ）３と同様の材料で形成されることが好ましく、ステンレス鋼や炭素鋼が用いられ、ポンプ配管４には、溶接等により形成される。つまり、このフランジが形成される締結部３の材料は、ポンプ配管４と同等の強度を有する材料であることが好ましい。
【００２９】
避共振リング２０は、ポンプ配管４の外側であって、ポンプ配管４の円周方向に形成される。
【００３０】
避共振リング２０の厚みは、締結部（フランジ）３の厚みの２倍より小さく、締結部（フランジ）３の厚みより大きいことが好ましい。避共振リング２０の厚みは、締結部（フランジ）３の厚みの１．２倍〜１．８倍であることが好ましい。これによりポンプ配管４に発生する膜振動を、有効に抑制することができる。
【００３１】
また、避共振リング２０の直径は、締結部（フランジ）３の直径より小さいことが好ましい。そして、ポンプ配管４の直径より大きいことが必要である。これによりポンプ配管４に発生する膜振動を、有効に抑制することができる。
【００３２】
図３は、本実施例における避共振リングの有無による固有振動数の差を示す説明図である。
【００３３】
羽根車１により生じる圧力脈動の周波数（ＮＺ周波数：Ｈｚ）は、羽根車１の回転数（回転速度）Ｎと羽根車１の羽根枚数Ｚとの積、またはそれに近い値となる。
【００３４】
一方、ポンプ配管４の膜振動の振動周波数（固有振動数）は、ポンプ配管４の配管長さに応じて変化し、一般的には、ポンプ配管４が短い場合には固有振動数は高く、ポンプ配管４が長い場合には固有振動数は低くなる。そして、ポンプ配管４は、所定の範囲の膜振動の固有振動数を有し、羽根車１により生じる圧力脈動の周波数が、この範囲に存在するポンプ配管４は共振し、膜振動が発生する。
【００３５】
本実施例では、羽根車１により生じる圧力脈動の周波数が、この範囲に存在するポンプ配管４（避共振リング無）に、避共振リング２０を形成する。これにより、固有振動数が高くなり、この範囲から外れ、ポンプ配管４の膜振動が抑制される。
【００３６】
このように、ポンプ配管４に避共振リング２０を形成することにより、ポンプ配管４の固有振動数を羽根車１の回転数（回転速度）と羽根枚数との積に、一致しない構造とすることができる。
【００３７】
なお、ポンプ配管４は、長尺で製造した方が、締結部（フランジ）３を少なくできるため、製造コストを低減できる。しかし、長尺に製造する場合には、固有振動数が低下するため、ポンプ配管４の膜振動の発生が問題になっていた。そこで、本実施例では、ポンプ配管４に避共振リング２０を形成することにより、製造コストも低減できる。
【００３８】
本実施例によれば、ポンプ配管４の固有振動数を高めることができ、ポンプ配管４の膜振動（共振）の発生を抑制することができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１  羽根車
２  ポンプケーシング
３  締結部
４  ポンプ配管
５  回転軸
６  吸込口
７  吐出口
８  セット部
９  カップリング部
１０  シール部
１１  ディスチャージケーシング
１２  軸受部
１３  中間カップリング部
１４  案内羽根
１５  サポート部
１６  補強リブ
２０  避共振リング
３０  ポンプ
１００  立軸ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020051383.tif 000005