(57)【要約】【課題】共振現象に対して、低コストおよび簡易な方法で対応可能な立軸ポンプを提供する。【解決手段】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モータと、羽根車およびモータを互いに連結する主軸と、基礎床に設置されてモータ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配置される調整ボルトであって、２つの部材のうち一方の部材に螺合され、他方の部材に押圧力を調整可能に加えるように構成される調整ボルトと、を備える、立軸ポンプが提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎床よりも下に設置される羽根車と、
前記基礎床よりも上に設置されるモータと、
前記羽根車および前記モータを互いに連結する主軸と、
前記基礎床に設置されて前記モータを支持する支持構造と、
前記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配置される調整ボルトであって、前記２つの部材のうち一方の部材に螺合され、他方の部材に押圧力を調整可能に加えるように構成される調整ボルトと、を備える、立軸ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の立軸ポンプにおいて、前記調整ボルトは、前記主軸を中心とする径方向について締結ボルトよりも内側に配置される、立軸ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の立軸ポンプにおいて、前記一方の部材に溝が形成されており、前記溝は、前記調整ボルトが通る位置に形成されている、立軸ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の立軸ポンプにおいて、前記溝は、前記他方の部材に向けて開口している、立軸ポンプ。
【請求項５】
請求項３または４に記載の立軸ポンプにおいて、前記溝は、前記一方の部材の全周にわたって形成される、立軸ポンプ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、前記締結部は、前記支持構造と前記基礎床との間の締結部、または前記支持構造と前記モータとの間の締結部を含む、立軸ポンプ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、前記支持構造は、上下方向について複数の部材に分割されており、前記締結部は、前記複数の部材の間の締結部を含む、立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９に、従来の立軸ポンプの一例を示す。立軸ポンプは、略鉛直方向に流体を圧送するために用いられる。図９の立軸ポンプ１は基礎床２に固定され、吊下管３と、ポンプケーシング４と、ポンプケーシング４内に収容される羽根車（図示省略）と、羽根車が取り付けられた主軸５と、主軸５を回転させるモータ６と、を備えている。また、立軸ポンプ１は、モータ６を基礎床２に対して支持する支持構造を備えている。モータ６を支持する支持構造は、上下方向（換言すれば、立軸ポンプ１の長さ方向）に互いに接続される複数の部材から構成されることができる。図示の例では、支持構造は、モータ６が載置されるモータ台７と、モータ台７の下方に配置される軸受台８と、レべリング材１１（換言すれば、ベース１１）とにより構成されている。レべリング材１１は、主軸５が鉛直方向に方向付けされるように水平面を形成するために、基礎床２上に設置される部材である。ポンプケーシング４は、基礎床２より下方に設置される。主軸５は、吊下管３を通り、基礎床２より上方でモータ６に連結される。具体的には、主軸５は、軸受台８に固定された軸受（図示省略）によって支承され、モータ台７内でカップリング９を介してモータ６の回転軸に連結されている。尚、図９中、１０は、吊下管３の曲管部分であり、羽根車の回転により上昇した流体が、曲管部分１０を介して吐出される。
【０００３】
モータ６を支持する支持構造を構成する複数の部材は、締結部を介して互いに固定されることができる。例えば、図９の例では、モータ台７と軸受台８との間の締結部が、それぞれのフランジ部７ｂ、８ｂによって形成されている。モータ台７の下側フランジ部７ｂは、モータ台７の支持円筒部７ａに対して、主軸５を中心とする径方向に突出している。軸受台８の上側フランジ部８ｂは、軸受台８の支持円筒部８ａに対して、主軸５を中心とする径方向に突出している。図示されない締結ボルトが、フランジ部７ｂ、８ｂを通して締め付けられる。これにより、モータ台７と軸受台８とを互いに固定することができる。
【０００４】
立軸ポンプ１では、運転時に主軸５に発生する振動（以下、運転時振動ともいう）によって共振現象が発生し、運転の支障になる場合があることが知られている。共振現象は、運転時に主軸５に発生する振動の振動数が、立軸ポンプ１の固有振動数に近い場合に生じる。従って、立軸ポンプ１の固有振動数を変化させて運転時振動の振動数から遠ざけることにより、共振現象を抑制することができる。具体的には、立軸ポンプ１の剛性を低くする（柔構造にする）ことにより、固有振動数を、運転時振動の振動数よりも低くすることができる。一方、立軸ポンプ１の剛性を高くする（剛構造にする）ことにより、固有振動数を、運転時振動の振動数よりも高くすることができる。
【０００５】
しかし、立軸ポンプ１の固有振動数は、立軸ポンプ１の構成要素だけでなく、立軸ポンプ１が設置される基礎床２の状態（例えば、基礎床２の厚さ、基礎床２を構成する材質等）によっても変化する。設置現場ごとに基礎床２の状態は異なり、一般に、立軸ポンプ１の設計時には基礎床２の状態が不明であることが多い。従って、共振現象を確実に回避できる立軸ポンプ１の構造を設計することは困難である。
【０００６】
設置後の運転で共振現象が発生した場合には、立軸ポンプ１の剛性を変化させるように、立軸ポンプ１の構成要素を設計変更する必要が生じる。具体的には、例えば、モータ６の支持構造であるモータ台７を設計変更することにより、共振現象を抑制することができる。しかし、この場合、一度設置した立軸ポンプ１の分解及び再組立を行う必要がある。
また、設計変更には周波数等についての解析作業が必要である。これらの作業は、いずれも、多大なコストが掛かるのに加えて、工期を著しく遅らせる可能性がある。
【０００７】
また、設計変更の程度にも限界がある。例えば、モータ台７の剛性を小さくするために、支持円筒部７ａの壁を薄くしたり、口径を小さくしたりすることが考えられる。しかし、薄肉の壁や小さい口径を有するモータ台７は、外観上、強度が低い印象を与えることから、ユーザには好まれない。また、支持構造に必要とされる強度や規格等によっても、モータ台７の寸法は制限される。
【０００８】
特許文献１は、モータ台の上部フランジの内径側から径方向に延びる溝を形成することによって上部フランジに板ばね効果を生じさせ、これによりモータ台の剛性を低くすることを記載している。特許文献２は、上下方向に結合される２つの回転機の間に設けられる固有振動調整装置を記載している。この装置は、上下のフランジを接続する接続部に水平方向の力を作用させる水平力調節機構を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭６１−９９６９９号公報
【特許文献２】特開２０１５−６３９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一実施形態は、共振現象の発生に対して、低コストおよび簡易な方法で対応可能な立軸ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、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モータと、羽根車およびモータを互いに連結する主軸と、基礎床に設置されてモータ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配置される調整ボルトであって、２つの部材のうち一方の部材に押圧力を調整可能に加えるように他方の部材に螺合される調整ボルトと、を備える、立軸ポンプが提供される。この構成によれば、立軸ポンプは、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配置される調整ボルトを備える。調整ボルトは、２つの部材のうち一方の部材に押圧力を調整可能に加えるように他方の部材に螺合される。調整ボルトを締めることにより、２つの部材のうち一方の部材を押圧することができる。これにより、一方の部材が他方の部材から離れる方向に力を作用させることができる。この力は、締結部において、２つの部材を互いに固定するように作用する締結力を弱めるように作用する。これにより、基礎床の上方に位置する立軸ポンプの床上部分の剛性を低くし、その結果として立軸ポンプの固有振動数を小さくすることができる。これにより、立軸ポンプの固有振動数を、立軸ポンプの運転時振動数から低くなる方向に遠ざけ、ポンプ運転時に発生する共振現象を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の立軸ポンプの部分側断面図である。
【図２】図１のＡ―Ａ線に沿う矢視図である。
【図３】第１実施形態の変形例を示す部分側断面図である。
【図４】第１実施形態の他の変形例を示す部分側断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の立軸ポンプの部分側断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う矢視図である。
【図８】第２実施形態の変形例を示す、図７に対応する図である。
【図９】従来の立軸ポンプの全体概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施形態および変形例について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態又は変形例に限定する趣旨ではない。また、各実施形態および変形例を構成する構成要素は任意に組み合わせることが可能であり、以下に説明する組み合わせに限定されるものではない。また、図面では、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１４】
また、本発明の各実施形態および変形例による立軸ポンプは、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モータと、羽根車およびモータを互いに連結する主軸と、基礎床に設置されてモータを支持する支持構造とを備える点で、図９に示す従来の立軸ポンプ１と共通している。従って、以下の実施形態において、従来技術と共通する構成要素については、図９と同一の符号を用い、詳しい説明を省略する。しかし、支持構造の例は、図９に示すものに限られない。また、支持構造は、上下方向（換言すれば、立軸ポンプ１の長さ方向）に互いに接続される複数の部材（図９の例では、モータ台７、軸受台８及びレべリング材１１）から構成されていてよく、この場合、締結部は、これら複数の部材の間の締結部であってよい。また、締結部は、支持構造と基礎床２との間（図９の例では、レべリング材１１と基礎床２との間）の締結部であってもよく、支持構造とモータ６との間（図９の例では、モータ台７とモータ６との間）の締結部であってもよい。換言すれば、本発明の各実施形態および変形例において、締結部は、支持構造（複数の部材で構成されている場合には、複数の部材のうちの一部材）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ことができる。
【００１５】
［第１実施形態］
図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態による立軸ポンプ１の部分側断面図である。第１実施形態の立軸ポンプ１は、上記の締結部に配置される、調整ボルト２１を備えることに特徴がある。従って、図１には締結部の周辺構成のみを図示し、従来技術と共通する部分については詳しい説明を省略する。図１では、調整ボルト２１が配置される締結部の一例として、モータ台７と軸受台８との間の締結部を示している。具体的には、モータ台７の支持円筒部７ａに対して、主軸５を中心とする径方向に突出するフランジ部７ｂと、軸受台８の支持円筒部８ａに対して、主軸５を中心とする径方向に突出するフランジ部８ｂとにより締結部が形成される。フランジ部７ｂ、８ｂを通る締結ボルト２２を締め付けることにより、モータ台７と軸受台８とが固定される。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態では、モータ台７のフランジ部７ｂに、貫通穴としてのねじ孔２０が形成されている。ねじ孔２０に、調整ボルト２１が螺合される。調整ボルト２１は、フランジ部７ｂの上面からねじ孔２０に挿入される。調整ボルト２１の軸部は、ねじ孔２０の軸方向長さよりも大きい長さを有することができる。
【００１７】
調整ボルト２１を前進方向（図１の下方）に回転させることにより、調整ボルト２１の先端面をフランジ部８ｂの上面に当接させることができる。そして、調整ボルト２１をさらに前進させることにより、フランジ部８ｂの上面を押圧することができる。締結ボルト２２がフランジ部７ｂ、８ｂを互いに固定する締結力（換言すれば、圧縮力）を加えるのに対し、調整ボルト２１の押圧力は、フランジ部８ｂがフランジ部７ｂから離れる方向に作用する。これにより、モータ台７および軸受台８を含む立軸ポンプ１の床上部分の剛性を低くすることができるので、立軸ポンプ１の固有振動数を小さくすることができる。こ
れにより、立軸ポンプ１の固有振動数を、立軸ポンプの運転時振動数から低くなる方向に遠ざけ、ポンプ運転時に発生する共振現象を効果的に抑制することができる。また、適宜、調整ボルト２１の押圧力を調整することにより、固有振動数の変化量を調整することができる。
【００１８】
図２は、図１のＡ―Ａ線に沿う矢視図であり、フランジ部７ｂを上から見た図である。図２の例では、６つの締結ボルト２２がフランジ部７ｂの周方向に沿って互いに等間隔で配置されており、６つの調整ボルト２１が、締結ボルト２２と同じ周方向位置に等間隔で配置されている。しかし、調整ボルト２１の数は締結ボルト２２の数と異なっていてもよい。また、締結ボルト２２および調整ボルト２１の配置および数は、図示のものに限られないが、例えば図１に示すように、主軸５を中心とする径方向（以下、単に「径方向」）について締結ボルト２２よりも内側に配置されることが好ましい。フランジ部７ｂの径方向内側端部には、支持円筒部７ａ等の重量によって、フランジ部７ｂをフランジ部８ｂに押し付ける大きな力が作用する。調整ボルト２１を締結ボルト２２の径方向内側に配置することによって、調整ボルト２１の力を、締結ボルト２２の締結力と支持円筒部７ａ等による押し付け力の両方に影響させることができる。
【００１９】
図１および図２の例では、調整ボルト２１は、モータ台７のフランジ部７ｂに取り付けられている。しかし、図３の変形例に示すように、調整ボルト２１は、軸受台８のフランジ部８ｂに取り付けられてもよい。この場合、ねじ孔２０はフランジ部８ｂに形成され、調整ボルト２１は、フランジ部８ｂの下面からねじ孔２０に挿入されて、フランジ部７ｂの下面を押圧するように構成される。換言すれば、調整ボルト２１は、フランジ部７ｂのような、締結部を構成する上側の部材に取り付けられてもよいし、フランジ部８ｂのような、下側の部材に取り付けられてもよい。
【００２０】
また、図１〜図３の例では、モータ台７と軸受台８のそれぞれに、フランジ部７ｂ、８ｂが形成されているが、モータ台７および軸受台８の一方のみにフランジ部が形成されていてもよい。図４の変形例では、軸受台８はフランジ部８ｂを有しておらず、モータ台７のフランジ部７ｂと軸受台８の支持円筒部８ａとが締結ボルト２２で締め付け固定されている。この場合、支持円筒部８ａの上端面が調整ボルト２１の受け面を形成し、調整ボルト２１は、支持円筒部８ａの上端面を押圧するように構成される。
【００２１】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態による立軸ポンプ１の構成を示す、図１に対応する図である。図６は、図５の部分拡大図である。第２実施形態の立軸ポンプ１では、締結部を構成するフランジ部７ｂ、８ｂのうち、調整ボルト２１が螺合されるフランジ部７ｂに溝２４が形成されている。尚、図５では、調整ボルト２１は図示を省略されている。溝２４は、ねじ孔２０の下方の位置でねじ孔２０と連通し、且つ、フランジ部７ｂの下面で開口するように形成される。図６に示すように、ねじ孔２０は、溝２４の底部で終端しており、調整ボルト２１は、ねじ孔２０を通って溝２４内へ突出可能である。図６に示すように、第２実施形態では、調整ボルト２１の軸部の長さは、ねじ孔２０の軸方向長さおよび溝２４の深さの合計よりも大きく設定することができる。
【００２２】
第１実施形態と同様に、調整ボルト２１を前進方向に回転させてフランジ部８ｂの上面を押圧することにより、フランジ部８ｂがフランジ部７ｂから離れる方向の力を生じさせることができる。さらに、第２実施形態では、フランジ部７ｂにおける調整ボルト２１が通る位置に、溝２４が形成されている。溝２４によって、ねじ孔２０の周囲におけるフランジ部７ｂの厚さは小さくなっている。これにより、調整ボルト２１がフランジ部８ｂを押圧するのに従って、ねじ孔２０の周囲の薄肉部分に微小な変形を生じさせることができる。この変形は、立軸ポンプ１の床上部分の剛性をさらに小さくするように作用する。従
って、より効果的に立軸ポンプの固有振動数を減少方向に変化させることができる。
【００２３】
尚、溝２４は、必ずしもフランジ部７ｂの下面で開口していなくてもよく、フランジ部７ｂの上面で開口していてもよい。この場合、ねじ孔２０は、溝２４の下方に形成され、調整ボルト２１は、溝２４の底部からねじ孔２０に挿入される。また、溝２４は、フランジ部７ｂの上面と下面にそれぞれ開口する、２つの溝２４により構成されていてもよい。この場合、ねじ孔２０は、２つの溝２４の間に形成される。換言すれば、本発明の第２実施形態では、フランジ部７ｂにおける調整ボルト２１の周囲にフランジ部７ｂの薄肉部を形成するように、溝２４が形成されていればよい。しかし、フランジ部７ｂの下面にのみ開口する溝２４は外部から視認されないので、立軸ポンプ１に良好な外観を与えることができる。
【００２４】
図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿う矢視図であり、フランジ部７ｂを下から見た図である。第１実施形態と同様に、調整ボルト２１の数は締結ボルト２２の数と異なっていてもよい。また、第１実施形態と同様に、締結ボルト２２および調整ボルト２１の配置および数は、図示のものに限られない。図７の例では、溝２４は、フランジ部７ｂの全周にわたって形成されている。換言すれば、溝２４は、フランジ部７ｂの周方向にわたって連続的に延びている円形の溝である。しかし、溝２４は、フランジ部７ｂの全周にわたって形成されていなくてもよい。図８の変形例では、フランジ部７ｂが複数の溝２４を備えている。複数の溝２４は、周方向に間隔をおいて形成されている、実質的に円弧状の溝である。
【００２５】
図６〜図８に示すように、第２実施形態では、溝２４は、調整ボルト２１に対応する位置に形成されている。換言すれば、溝２４は、調整ボルト２１の通路の一部を形成する位置に形成されている。これにより、調整ボルト２１の周囲にフランジ部７ｂの薄肉部を形成することができるので、調整ボルト２１がフランジ部８ｂを押圧するのに従って、ねじ孔２０の周囲の薄肉部分に微小な変形を生じさせることができる。この変形は、立軸ポンプ１の床上部分の剛性をさらに小さくするように作用するので、より効果的に立軸ポンプの固有振動数を減少方向に変化させることができる。しかし、他の実施形態によれば、溝２４は、調整ボルト２１が通らない位置に形成されていてもよい。この場合、ねじ孔２０は、溝２４の外側に形成される。
【００２６】
尚、上記各実施形態および変形例で図示されるフランジ部は、円形の形状を有している。しかし、フランジ部は、例えば矩形等、円形でない形状を有していてもよい。
【００２７】
上記各実施形態および変形例では、モータ台７と軸受台８との間の締結部を例として説明したが、上記したように、締結部は、支持構造（複数の部材で構成されている場合には、複数の部材のうちの一部材）を少なくとも一方に含む２つの部材によって形成されていればよい。従って、締結部は、支持構造と基礎床２との間の締結部であってもよく、支持構造とモータ６との間の締結部であってもよい。基礎床２に近い位置の締結部に調整ボルト２１を取り付けることにより、固有振動数の抑制効果をより高くすることができる。
【００２８】
以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【００２９】
本発明は、以下の態様を含む。
１．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モータと、羽根車およびモータを互いに連結する主軸と、基礎床に設置されてモータ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配置される調整ボルトであって、２つの部材のうち一方の部材に螺合され、他方の部材に押圧力を調整可能に加えるように構成される調整ボルトと、を備える、立軸ポンプ。
２．上記１．の立軸ポンプにおいて、調整ボルトは、主軸を中心とする径方向について締結ボルトよりも内側に配置される、立軸ポンプ。
３．上記１．または２．の立軸ポンプにおいて、一方の部材に溝が形成されており、溝は、調整ボルトが通る位置に形成されている、立軸ポンプ。
４．上記３．の立軸ポンプにおいて、溝は、他方の部材に向けて開口している、立軸ポンプ。
５．上記３．または４．の立軸ポンプにおいて、溝は、一方の部材の全周にわたって形成される、立軸ポンプ。
６．上記１．〜５．のいずれかの立軸ポンプにおいて、締結部は、支持構造と基礎床との間の締結部、または支持構造とモータとの間の締結部を含む、立軸ポンプ。
７．上記１．〜５．のいずれかの立軸ポンプにおいて、支持構造は、上下方向について複数の部材に分割されており、締結部は、複数の部材の間の締結部を含む、立軸ポンプ。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、立軸ポンプに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…立軸ポンプ
２…基礎床
３…吊下管
４…ポンプケーシング
５…主軸
６…モータ
７…モータ台
７ａ…支持円筒部
７ｂ…フランジ部
８…軸受台
８ａ…支持円筒部
８ｂ…フランジ部
９…カップリング
１０…曲管部分
１１…レべリング材
２０…ねじ孔
２１…調整ボルト
２２…締結ボルト
２４…溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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