(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシングの内部に軸受ケースを介して配置され、ポンプ主軸を回転可能に支持する軸受と、前記軸受ケースを囲うようにその下端部が前記ポンプ主軸に固定された貯液槽とを備えたポンプの軸受装置において、
前記貯液槽に不揮発性の液を貯液しており、
上記不揮発性の液の比重が、ポンプで汲み上げる液の比重よりも大きく、かつ、該液がポンプで汲み上げる液と混ざり合わない特性を有することを特徴とするポンプの軸受装置。
【請求項２】
前記不揮発性の液が、潤滑特性を有する液であることを特徴とする、請求項１に記載したポンプの軸受装置。
【請求項３】
前記不揮発性の液の上に、ポンプで汲み上げる液の層を設けたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載したポンプの軸受装置。
【請求項４】
ポンプ主軸が、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の軸受装置によって支持されていることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、排水機場に設置される立軸雨水排水ポンプ装置のポンプ主軸を支持する軸受装置と、その軸受装置を用いたポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の急激な都市化の進行により、都市部では、都市型の洪水が発生し易くなってきている。このような都市型の洪水を防止するため、雨水を集めて河川に排水する排水機場の建設が行われてる。
【０００３】
たとえば、図３に示すような、排水機場に設置される立軸雨水排水ポンプ装置が提案されている。同図において、ポンプケーシング１の所定の位置には、ケーシングフランジ部２を介してセラミック製の軸受３が支持されている。ポンプ主軸４には、軸受３と対向する位置に少なくとも表面が超硬合金で形成されたスリーブ５が取り付けられ、軸受３により回転可能に支持されている。このポンプ主軸４の下端には、羽根６が取り付けられている。
【０００４】
そして、ポンプ主軸４が図示しない駆動源によって回転駆動されると、ポンプ主軸４とともに羽根６も回転して、羽根６によって揚水する。羽根６によって汲み上げられた雨水は、ポンプケーシング１内を上昇し、河川に排水される。
【０００５】
排水機場においては、都市化される区域が拡大されると、流入する雨水が、急激、かつ大量なものとなるため、雨水が流入してから排水ポンプの運転を開始したのでは、流入する雨水の排水が間に合わなくなることがあり、排水ポンプを先行待機運転させることが要求されている。このため、通常は、ポンプ主軸を支える軸受３には、セラミック製の軸受を用いて、先行待機運転中の軸受やポンプ主軸の摩耗を少なくするように工夫されている。
【０００６】
しかし、先行待機運転中は、ポンプ主軸が回転していても雨水の揚水が行われない気中運転状態であり、この気中運転状態が長時間継続されると、ドライ運転による軸受の異常摩耗の発生が避けられない。
【０００７】
このような問題を解決する手段として、たとえば、特開平２−１１５５９２号公報には、気中運転期間中、排水ポンプの外部から軸受部に潤滑水を供給し、ポンプの揚水により軸受部に雨水が浸水すると潤滑水の給水を停止するようにした潤滑方法が提案されている。
【０００８】
また、特開昭５９−１５５６２１号公報には、軸受を含油セラミック材で形成し、軸受から滲み出す少量の油を潤滑剤とすることが提案されている。
【０００９】
さらに、特開昭５５−９０７１８号公報には、ポンプ主軸に保護管を設けその内側を水溜め部として、清水を供給し、この清水により軸受の潤滑を行うことが提案されている。
また、特開平６−９４０３５号公報には、軸受部を潤滑水で浸漬するように貯水槽を設けた軸受装置が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、軸受部に潤滑水を供給するものでは、気中運転中外部から軸受に注水しなければならず、気中運転時間が長くなると多量の潤滑水が必要になる。また、給水配管系を設けているため、配管の保全管理が必要となり、そのための負担が多くなる。
【００１１】
また、軸受から滲み出す油を潤滑剤とするものでは、軸受に含まれる油の量が少ないため、油切れが生じ、気中運転を繰返し行うと、ドライ運転と同じ状態になる。
【００１２】
さらに、水を溜める構造のものでは水の水準管理が必要になる。水溜め部を設けるものでは給水配管系の保全管理が必要となり、そのための負担が多くなる。
【００１３】
上記の事情に鑑み、本発明の目的は、気中運転を長期間安定した状態で繰返し行うことが可能なポンプの軸受装置とポンプ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本出願の第１の発明においては、ポンプケーシングの内部に軸受ケースを介して配置され、ポンプ主軸を回転可能に支持する軸受と、前記軸受ケースを囲うようにその下端部が前記ポンプ主軸に固定された貯液槽とを備えたポンプの軸受装置において、
前記貯液槽に不揮発性の液を貯液しており、
上記不揮発性の液の比重が、ポンプで汲み上げる液の比重よりも大きく、かつ、該液がポンプで汲み上げる液と混ざり合わない特性を有する。
【００１５】
また本出願の第２の発明においては、前記第１の発明における不揮発性の液が、潤滑特性を有する。
【００１６】
また、本出願の第３の発明においては、前記第１〜第２の発明における不揮発性の液の上に、ポンプで汲み上げる液の層を設けた。
【００１７】
さらに、本出願の第４の発明においては、ポンプ主軸が、前記第１〜第３の発明におけるいずれかに記載の軸受装置によって支持されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明におけるポンプの軸受装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【００１９】
同図において、１はポンプケーシング。２はケーシングフランジ部で、ポンプで汲み上げられた揚液を通す複数の穴２ａが形成され、ポンプケーシング１に固定されている。３はセラミック製の軸受で、軸受ケース７を介してケーシングフランジ部２に固定されている。なお、この軸受ケース７には、放射状に複数の穴７ａを形成してもよい。
【００２０】
４はポンプ軸。５は超硬合金製もしくは超硬合金でコーティングされたスリーブで、前記軸受３と対向するようにポンプ主軸４に固定されている。８は貯液槽で、前記軸受３を囲うようにポンプ主軸４に固定されている。この貯液槽８の上端部は、軸受ケース７に向けてＵ字状に曲げられ、内部に供給された液９の遠心力による飛散を防止している。
【００２１】
なお、前記液９は、不揮発性で潤滑特性を有し、かつ、ポンプで汲み上げられる液（たとえば、雨水）より比重が大きく、しかも、その液と混ざり合わない性質を有するものとして、たとえば、トリクロロトリフロロエタンを用いることができる。
【００２２】
このような構成で、ポンプ主軸４を回転させると、貯液槽８および液９も同時に回転し、その遠心力により貯液槽８内の液９には、矢印で示すような循環が生じるが、軸受３は常に液９に浸漬されているため、液９による潤滑が行われ、先行待機運転時における気中運転状態のときであっても安定した運転を行うことができる。
【００２３】
また、貯液槽８内で液９が循環するので、軸受３とスリーブ５の接触等により発熱しても、液９の循環により冷却され、軸受３の温度上昇を押さえることができ、軸受３の耐荷重特性を向上させることができる。さらに、液９が不揮発性であるため、管理のための労力を軽減することができる。
【００２４】
図２は、本発明におけるポンプの軸受装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
同図において、図１と同じものは同じ符号をつけて示してある。１０は液９とは混ざり合うことなく、かつ、液９より比重が小さい液（たとえば、水、ポンプ揚液、あるいはポンプ揚液と混ざり合うことなく、ポンプ揚液より比重の大きな液）である。
【００２５】
このような構成とすることにより、ポンプの揚液中にポンプ主軸４の周囲の隙間から貯液槽８に流入するポンプ揚液と液９とを完全に分離しておくことができ、ポンプ揚液の種類に係らず、液９による潤滑をおこなうことがで、安定した運転を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく、本出願の第１の発明によれば、軸受が常に不揮発性の液に浸漬されているため、該液による潤滑が行なわれ、先行待機運転時における気中運転状態であっても、安定した運転を行なうことができる。また、液の管理を容易にすることができる。その上、前記不揮発性の液の比重がポンプで汲み上げる液の比重よりも大きく、かつ、ポンプで汲み上げる液と混ざり合わない特性を有するので、不揮発性の液のみによる潤滑を行なうことができ、装置の信頼性をさらに向上させることができる。
【００２８】
また、本出願の第２の発明によれば、前記不揮発性の液が潤滑特性を有する液であるので、軸受部の潤滑特性を向上させることができる。
【００２９】
また、本出願の第３の発明によれば、前記不揮発性の液の上に、ポンプで汲み上げる液の層を設けたので、軸受部に供給される液にポンプの揚液が混ざることがなく、さらに軸受部の潤滑特性を向上させることができる。
【００３０】
さらに、本出願の第４の発明によれば、ポンプ主軸を請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の軸受装置によって支持させることにより、排水機場などに設置されたポンプ装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるポンプの軸受装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明によるポンプの軸受装置の第２の実施の形態を示す断面図。
【図３】排水機場におけるポンプ装置の設置状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…ポンプケーシング、３…軸受、４…ポンプ主軸、
７…軸受ケース、８…貯液槽、９、１０…液。
【図１】
0003686969.tif 000002
【図２】
0003686969.tif 000003
【図３】
0003686969.tif 000004