(57)【要約】【課題】軸受内液膜効果による周方向流体力を調整することが可能な立軸ポンプを提供する。【解決手段】  回転軸と、回転軸の少なくとも一部を収容するポンプケーシングと、回転軸に取り付けられた羽根車と、を備えた立軸ポンプが提供される。この立軸ポンプは、ポンプケーシング内に配置され、回転軸を支持する第１のすべり軸受と、ポンプケーシング外に配置され、回転軸を支持する第２のすべり軸受と、を備える。回転軸を支持する第２のすべり軸受は、回転軸に平行な分割面により複数の部分に分解可能であり、それら複数の部分は回転軸周りに組立てられることにより真円軸受または多円弧軸受となって、第２のすべり軸受を構成する。第１のすべり軸受は、気中運転時に摺動面が大気雰囲気にある状態で使用される。第２のすべり軸受は、摺動面が液体雰囲気にある状態で常時使用される。【選択図】図１１
2019015207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸の少なくとも一部を収容するポンプケーシングと、前記回転軸に取り付けられた羽根車と、を備えた立軸ポンプであって、
前記ポンプケーシング内に配置され、前記回転軸を支持する第１のすべり軸受と、
前記ポンプケーシング外に配置され、前記回転軸を支持する第２のすべり軸受と、を備え、
前記回転軸を支持する第２のすべり軸受は、前記回転軸に平行な分割面により複数の部分に分解可能であり、それら複数の部分は前記回転軸周りに組立てられることにより真円軸受または多円弧軸受となって、第２のすべり軸受を構成し、
前記第１のすべり軸受は、気中運転時に摺動面が大気雰囲気にある状態で使用され、
前記第２のすべり軸受は、摺動面が液体雰囲気にある状態で常時使用される、立軸ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載された立軸ポンプにおいて、
底板と、側板と、天板とを少なくとも備え、液体を保持する軸受ハウジングを有し、
前記回転軸を支持する第２のすべり軸受は、前記第２のすべり軸受の前記摺動面が前記液体に接触するように、前記軸受ハウジング内に設けられ、
該天板は該軸受ハウジングから取り外し可能である、立軸ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載された立軸ポンプにおいて、
前記第２のすべり軸受は支持部材によって支えられ、
前記軸受ハウジングの天板、側板、又は底板には、前記支持部材を固定し支える締結要素及び締結孔が備えられ、
前記支持部材は前記第２のすべり軸受並びに前記締結要素及び前記締結孔に対して脱着可能である、立軸ポンプ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載された立軸ポンプにおいて、
前記第２のすべり軸受は、前記回転軸を支持する少なくとも２つの転がり軸受の間に位置している、立軸ポンプ。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載された立軸ポンプにおいて、
前記第２のすべり軸受により支持される前記回転軸は、前記回転軸に平行な分割面により複数の部分に分解可能で、それら複数の部分は前記回転軸周りに取り付けて組立てられ、前記回転軸と一体となって回転するスリーブを備えている、立軸ポンプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載された立軸ポンプにおいて、
前記ポンプケーシングは、前記羽根車の上流側に空気管を備える、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。より具体的には、立軸ポンプのポンプケーシング内まで水が満たされていない状態でポンプの回転軸を回転して、管理運転を行う立軸ポンプや、先行待機運転ポンプのようなドライ条件で運転管理を行う立軸ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市化の進展により、緑地の減少及び路面のコンクリート化、アスファルト化の拡大が進むことでヒートアイランド現象が発生し、いわゆるゲリラ豪雨と呼ばれる局所的な集中豪雨が都市部で頻発している。局所的な大量の降雨は、コンクリート化、アスファルト化した路面では、地中に吸収されることなくそのまま水路に導かれる。その結果、大量の雨水が、短時間のうちに排水機場に流入する。
【０００３】
頻発するこのような集中豪雨によってもたらされる大量の雨水の速やかな排水に備えるために排水機場に設置される排水ポンプでは、始動遅れによる浸水被害が生じないよう、雨水が排水機場に到達する前に予め始動させておく先行待機運転が行われている。
【０００４】
図１は、先行待機運転を行う立軸ポンプの部分概略図である。排水機場の水槽１００には、立軸ポンプ３が配置される。立軸ポンプ３は、鉛直に配置された回転軸１０と、回転軸１０の先端に設けられたインペラ２２とを備える。立軸ポンプ３は、インペラ２２に水と共に空気を吸い込ませることにより、水槽１００の水位が最低運転水位ＬＷＬ以下であっても運転（先行待機運転）を継続することができる。この立軸ポンプ３には、インペラ２２の入口側の吸い込みベル２７の側面部に貫通孔５が設けられている。この貫通孔５には、外気に接する開口６ａを備えた空気管６が取付けられている。これにより、この立軸ポンプ３では、貫通孔５を介して立軸ポンプ３内に供給する空気の供給量が水位に応じて変化され、最低運転水位ＬＷＬ以下で立軸ポンプ３の排水量がコントロールされる。
【０００５】
図２は、先行待機運転の運転状態を説明する図である。前述したように、始動遅れによる浸水被害が生じないよう、例えば大都市の雨水排水用として、吸込水位に関係なく降雨情報等に基づいて予め立軸ポンプが始動される（Ａ：気中運転）。雨水が排水機場に到達すると、低水位の状態から水位が上昇するに従って、インペラの位置まで水位が達し、立軸ポンプは空運転（気中運転）からインペラで水を撹拌する運転（Ｂ：気水撹拌運転）へ移行する。さらに、立軸ポンプは、貫通孔を経て供給される空気を水と共に吸い込ませつつ水量を徐々に増やす運転（Ｃ：気水混合運転）を経て、１００％水の排出を行う全量運転（Ｄ：定常運転）へ移行する。また、高水位から水位が低下するときは、全量運転から貫通孔を経て供給する空気を水と共に吸い込ませつつ水量を徐々に減らす運転（Ｃ：気水混合運転）へ移行する。水位がＬＬＷＬ近くに至ると、水を吸い込まず排水もしない運転（Ｅ：エアロック運転）へ移行する。これら５つの特徴ある運転を総称して先行待機運転という。なお、ポンプ始動は、ケーシング下端よりも低い水位ＬＬＬＷＬから開始する。尚、気水混合運転時にスラスト方向の上下荷重の変動が激しくなる。
【０００６】
図３は、図１に示した先行待機運転を行う従来の立軸ポンプ３の全体を示す断面図である。なお、図２に示した貫通孔５及び空気管６は図示省略されている。図３に示すように、立軸ポンプ３は、吐出エルボ３０と、ケーシング２９と、吐出ボウル２８と、吸い込みベル２７と、を備える。吐出エルボ３０は、ポンプ設置床に設置固定される。ケーシング２９は、この吐出エルボ３０の下端に接続される。吐出ボウル２８は、ケーシング２９の下端に接続されるとともにインペラ２２を内部に格納する。吸い込みベル２７は、吐出ボウル２８の下端に接続されるとともに水を吸い込む。
【０００７】
立軸ポンプ３のケーシング２９、吐出ボウル２８、及び吸い込みベル２７の径方向略中心部には、上下二本の軸が軸継手２６によって互いに接続されることにより形成された一本の回転軸１０が配置されている。回転軸１０は、支持部材を介してケーシング２９に固定されている上部すべり軸受装置３２と、支持部材を介して吐出ボウル２８に固定されている下部すべり軸受装置３３によって支持されている。回転軸１０の一端側（吸い込みベル２７側）には、水を立軸ポンプ３内に吸い込むためのインペラ２２が接続されている。回転軸１０の他端側は、吐出エルボ３０に設けられた孔を通って立軸ポンプ３の外部へ延び、インペラ２２を回転させるエンジンやモータ等の駆動機へ接続される。
【０００８】
回転軸１０と吐出エルボ３０に設けられた孔との間には、フローティングシール、グランドパッキンまたはメカニカルシール等の軸シール３４が設けられており、軸シール３４により立軸ポンプ３が扱う水が立軸ポンプ３の外部に流出することを防止する。
【０００９】
駆動機は、保守点検を容易に行うことができるように陸上に設けられる。駆動機の回転は回転軸１０に伝達され、インペラ２２を回転させることができる。インペラ２２の回転によって水は吸込みベル２７から吸い込まれ、吐出ボウル２８、ケーシング２９を通過して吐出エルボ３０から吐出される。
【００１０】
図４は、図３に示したすべり軸受装置３２，３３に用いられるすべり軸受装置の拡大図である。図５は、図４に示すすべり軸受装置に設置されたすべり軸受の斜視図である。図４に示すように、回転軸１０は、その外周に、ステンレス鋼、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなるスリーブ１１を有している。スリーブ１１の外周側には、中空円筒の樹脂材料、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなるすべり軸受１が設けられている。スリーブ１１の外周面は、すべり軸受１の内周面（すべり面）と非常に狭いクリアランスを介して対面し、すべり軸受１に対して摺動するように構成されている。すべり軸受１は、金属又は樹脂からなる軸受ケース１２によりつば部１２ａを介してポンプのケーシング２９（図３参照）等へ繋がる支持部材１３に固定されている。図５に示すように、すべり軸受１は中空円筒状の形状を有しており、内周面１ａがスリーブ１１の外周面と対面し、外周面１ｂが軸受ケース１２に嵌合される。
【００１１】
図６は、図３に示した立軸ポンプ３の上部における、立軸ポンプ３とモータ等の駆動機との接続状況を示した模式図である。立軸ポンプ３の上部における吐出エルボ３０から、軸シール３４により回転軸１０と吐出エルボ３０との間が軸封された状態で上部に延びた回転軸１０は、その端部においてカップリング５１により原動機５０の回転軸５６と接続する。原動機５０は、原動機５０を支持する原動機架台５２の上に固定される。原動機架台５２は、架台５３に固定される。回転軸１０にはラジアル力を受ける転がり軸受５５および、スラスト力を受ける転がり軸受５５´が設けられる。転がり軸受５５、５５´は軸受ハウジング５４に収納されている。軸受ハウジング５４は架台５３に固定されている。軸受ハウジング５４内には、転がり軸受５５の潤滑に必要な潤滑油が満たされている。
【００１２】
ところで、近年、ポンプ機場はより深い地下に配置されるようになり、それに応じて先行待機ポンプも長軸化が進んでいる。回転軸を長くすればするほど、回転軸には軸の振れ回りが激しくなる部分が生じる。この軸の振れ回りを抑制するために、回転軸に沿ってすべり軸受を適切な位置により多く配置する必要が生まれてきた。
【００１３】
しかしながら、このことにより、新たな技術的課題が発生する虞がある。図７Ａ及び図７Ｂは、軸の振れ回りが激しくなる部分にすべり軸受装置３２，３３を配置したポンプにおける回転軸１０、スリーブ１１、及びすべり軸受１の状態を示す模式的断面図である。ドライ運転においては、すべり軸受装置３２，３３のすべり軸受１と回転軸１０に取り付
けたスリーブ１１とが摺動する際に、接触部（斜線で示される部分）での摩擦力が大きくなり摩耗が促進し、同時に発生する摩擦熱が大きくなる。そのため、すべり軸受１やスリーブ１１の損傷が懸念される。
【００１４】
これに対して、ドライ運転時であっても、すべり軸受の摺動面が水中に存在する状態でポンプを運転することができるように、従来から、回転軸及びすべり軸受を保護管で囲繞して、保護管内に清水を通水させたり、全てのすべり軸受装置を、すべり軸受装置内に水を溜めて摺動面が水中に存在する状態にしたものに置き換えたりすることが提案されている。しかしながら、保護管を用いる場合は、保護管に水を供給する付帯設備が必要になるし、すべり軸受装置のメインテナンスが困難である。また、先行待機ポンプも長軸化が進んでいるので、保護管に水を供給する送水ポンプの大型化や、保護管の耐圧強化のための管壁の厚みの増大などが必要になり、コストが割高になる。また、全てのすべり軸受装置を、すべり軸受装置に水を溜めて摺動面が水中に存在する状態にしたものに置き換える場合は、そもそも、このようなすべり軸受装置の構造が複雑であるのでコストが割高になることや、メインテナンスが困難であるといった問題がある。このうえ、長軸化が進んでいるので、すべり軸受装置の配置数も多くなり、コスト的な負担やメインテナンスの煩雑さが倍増する。また、このようなすべり軸受装置は、サイズが比較的大きくなるので、水流の抵抗となり、ポンプ性能を低下させるという課題がある。
【００１５】
そもそも、回転軸の振れ回り自体を、全体として適切に低減すれば良いのであるが、これまで、立軸ポンプにおける対策は、どちらかといえば負荷の大きい軸受に関する対策等、局部的な対策が多かった。
【００１６】
そこで、発明者等は、ドライ運転の摺動時に、互いに逆向きの摩擦力による偶力を生じさせて摩擦力を相殺し、回転軸の振れ回りを抑制する仕組みを有するすべり軸受装置を発明した（特許文献１参照）。
【００１７】
このすべり軸受装置では、相殺される力が、回転軸の軸方向に垂直な振れ幅（径方向の振れ幅）の大小に依存する。すなわち、回転軸の振れ回りの大きい場所（腹）にこのすべり軸受装置を配置した場合は、振れ回りを抑制する効果が大きいが、回転軸の振れ回りの小さい場所（節）にこのすべり軸受装置を配置した場合、この効果が得にくくなる。
【００１８】
しかしながら、上下に長く伸びた立軸ポンプの回転軸のどの部分の振れ幅が最大（腹）であるか、最小（節）であるかを予め正確に把握することは難しく、回転軸の軸方向に垂直な振れ幅が小さい節の位置に、このすべり軸受装置を誤って配置してしまう虞があった。このすべり軸受装置を節の位置に配置した場合には、回転軸の振れ回りを抑制することは困難となる。また、一度すべり軸受を立軸ポンプに取り付けた後は、その位置を修正変更できない。また、この発明のすべり軸受装置は、サイズが大きいので、ポンプ性能や流体の流れを阻害しないように配置する必要があり、その配置位置には制限がある。そのため、配置可能な位置によっては、十分な逆向きの偶力を発揮できない場合もあった。
【００１９】
そこで、発明者らは、大気雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する摩擦力に対して、常時液体雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する軸受内液膜効果による周方向流体力は、摩擦力とは逆向きの力であること、さらに液膜効果による周方向流体力の回転軸の軸方向に垂直な振れ幅の大きさへの依存性は、ドライ運転時の摩擦力に比べて小さく、液膜効果による周方向流体力は、回転軸の振れの発生位置が腹であるか節であるかでなく、むしろ回転数の大きさに影響されることに着目した。そして、回転軸のラジアル力を受ける軸受を転がり軸受ではなく、液膜効果を生じる真円のジャーナル軸受とし、液膜効果による周方向流体力と、摩擦力とを相殺することで、立軸ポンプの回転軸の振れ回りを全体的に抑制することを提案し、一定の成果を得ることができた（特許
文献３参照）。
【００２０】
図８は、大気（ドライ）運転時に、摺動面に液体の潤滑のない大気雰囲気で運転されるすべり軸受装置の摺動部分に働く力を模式的に示す断面図である。すなわち、図８に示すように、大気（ドライ）運転時に摺動面が大気雰囲気にある状態で回転軸１０が回転すると、回転軸１０に固定されたスリーブ１１が回転する。大気雰囲気でこのすべり軸受装置が使用される場合、回転軸１０の振れ回りによりスリーブ１１の外周面がすべり軸受１に点Ａにて接触したときに、回転軸１０には軸受反力ＦＡＮが発生する。この軸受反力ＦＡＮによって、回転軸１０の回転方向とは逆方向に摩擦力ＦＡＦが発生し、この摩擦力ＦＡＦが回転軸１０に回転方向とは逆方向の振れ回り振動を引き起こす不安定化力となる。
【００２１】
ここの場合の不安定化力である摩擦力ＦＡＦの大きさの程度は、回転軸１０の軸方向に垂直な振れ幅（即ち、回転軸１０の径方向の振れ幅）の大きさに依存する。すなわち、摩擦力ＦＡＦの大きさは、この回転軸１０の振れが腹であるか節であるかに比較的敏感である。
【００２２】
一方、図９は、軸受ハウジング内に収容されて、摺動面が潤滑油や水などの液体に浸された液中雰囲気にある状態で使用されるすべり軸受６１の摺動部分に働く力を模式的に示す図である。回転軸１０が回転すると、回転軸１０に固定され一体化された転動体６５が回転する。摺動面が潤滑油や水などの液体雰囲気にあるので、転動体６５とラジアルすべり軸受６１の間に液膜が構成される。このとき、液膜には転動体６５の回転による周方向の圧力不均一が生じ、その結果、転動体６５に半径方向流体力ＦＡＲと周方向流体力ＦＡＴが発生する。この現象による効果を軸受内液膜効果といい、この周方向流体力ＦＡＴは、図８に関連して説明したドライ運転で発生する摩擦力ＦＡＦとは逆回転方向（逆方向）の力である。
【００２３】
この場合、回転軸１０の軸方向に垂直な振れ幅の大きさへの周方向流体力ＦＡＴの依存性は、図８におけるドライ運転時の摩擦力ＦＡＦに比べて小さい。すなわち、周方向流体力ＦＡＴは、回転軸１０の振れの発生位置が腹であるか節であるかでなく、むしろ回転数の大きさに影響される。
【００２４】
以上の二つの原理に基づき、これらのすべり軸受装置を有する立軸ポンプでは、ドライ運転で発生する摩擦力ＦＡＦと、それを相殺する液膜効果による周方向流体力ＦＡＴによって、立軸ポンプの振れ回り振動の抑制が行われるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０１２３５０号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２２１１７号公報
【特許文献３】国際出願番号第ＰＣＴ/ＪＰ２０１６／０６６８２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、大気雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する摩擦力に対して、常時液体雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する軸受内液膜効果による周方向流体力が、必ずしも振れ回り振動を抑えるほど十分な大きさではない場合や、あるいは周方向流体力が摩擦力よりも大きく作用してしまうことで、不安定化が生じる場合もあることが分かってきた。また、ジャーナル軸受を備えておらず、転がり軸受を用いている既設のポンプに対してどのように対策するかという課題がある。
【００２７】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものである。その目的は、大気雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する摩擦力に対して、常時液体雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する軸受内液膜効果による周方向流体力がバランスするように、軸受内液膜効果による周方向流体力を調整することが可能な立軸ポンプを提供すること、および、ジャーナル軸受を備えておらず、転がり軸受を用いている既設のポンプに対応することが可能な軸受装置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】
【００２８】
本発明の一形態によれば、回転軸と、前記回転軸の少なくとも一部を収容するポンプケーシングと、前記回転軸に取り付けられた羽根車と、を備えた立軸ポンプであって、前記ポンプケーシング内に配置され、前記回転軸を支持する第１のすべり軸受と、前記ポンプケーシング外に配置され、前記回転軸を支持する第２のすべり軸受と、を備え、前記回転軸を支持する第２のすべり軸受は、前記回転軸に平行な分割面により複数の部分に分解可能であり、それら複数の部分は前記回転軸周りに組立てられることにより真円軸受または多円弧軸受となって、第２のすべり軸受を構成し、前記第１のすべり軸受は、気中運転時に摺動面が大気雰囲気にある状態で使用され、前記第２のすべり軸受は、摺動面が液体雰囲気にある状態で常時使用される。
【００２９】
本発明の一形態において、立軸ポンプは、底板と、側板と、天板とを少なくとも備え、液体を保持する軸受ハウジングを有し、前記回転軸を支持する第２のすべり軸受は、前記第２のすべり軸受の前記摺動面が前記液体に接触するように、前記軸受ハウジング内に設けられ、該天板は該軸受ハウジングから取り外し可能である。
【００３０】
本発明の一形態において、前記第２のすべり軸受は支持部材によって支えられ、前記軸受ハウジングの天板、側板、又は底板には、前記支持部材を固定し支える締結要素及び締結孔が備えられ、前記支持部材は前記第２のすべり軸受および前記締結要素及び前記締結孔に対して脱着可能である。
【００３１】
本発明の一形態において、前記第２のすべり軸受は、前記回転軸を支持する少なくとも２つの転がり軸受の間に位置している。
【００３２】
本発明の一形態において、前記第２のすべり軸受により支持される前記回転軸は、前記回転軸に平行な分割面により複数の部分に分解可能で、それら複数の部分は前記回転軸周りに取り付けて組立てられ、前記回転軸と一体となって回転するスリーブを備えている。
【００３３】
本発明の一形態において、前記ポンプケーシングは、前記羽根車の上流側に空気管を備える。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、常時液体雰囲気で使用されるすべり軸受装置が、回転軸に平行な分割面により分割され、回転軸周りに分解組立可能である真円軸受または多円弧軸受を有するので、摺動面の面積を状況に応じて調節することができる。従って、大気雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する摩擦力に対して、常時液体雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する軸受内液膜効果による周方向流体力を調整できるようになるので、両方の力を適切にバランスさせて、振れ回り振動などの不安定化をおさえることができる。また、ジャーナル軸受を備えておらず、転がり軸受を用いている既設のポンプについても、すべり軸受装置の増設と、液膜効果の周方向流体力の増減が容易になり、摩擦力の相殺効果を発揮して抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】先行待機運転を行う立軸ポンプの部分概略図である。
【図２】先行待機運転の運転状態を説明する図である。
【図３】図１に示した先行待機運転を行う従来の立軸ポンプの全体を示す断面図である。
【図４】図３に示したすべり軸受装置に用いられるすべり軸受装置の拡大図である。
【図５】図４に示すすべり軸受装置に設置されたすべり軸受の斜視図である。
【図６】図３に示した立軸ポンプの上部における、立軸ポンプとモータ等の駆動機との接続状況を示した模式図である。
【図７Ａ】軸の振れ回りが激しくなる部分にすべり軸受装置を配置したポンプにおける回転軸、スリーブ、及びすべり軸受の状態を示す模式的断面図である。
【図７Ｂ】軸の振れ回りが激しくなる部分にすべり軸受装置を配置したポンプにおける回転軸、スリーブ、及びすべり軸受の状態を示す模式的断面図である。
【図８】大気（ドライ）運転時に、摺動面に液体の潤滑のない大気雰囲気で運転されるすべり軸受装置の摺動部分に働く力を模式的に示す断面図である。
【図９】軸受ハウジング内に収容されて、摺動面が潤滑油や水などの液体に浸された液中雰囲気にある状態で使用されるすべり軸受の摺動部分に働く力を模式的に示す図である。
【図１０】本実施形態に係る立軸ポンプの縦断面図である。
【図１１】本実施形態に係る立軸ポンプの回転軸と原動機の回転軸の接続状況を示した模式図である。
【図１２】本実施形態に係るポンプケーシング外部の原動機架台部分に備えられた軸受装置の縦断面図である。
【図１３Ａ】真円軸受を示す図である。
【図１３Ｂ】多円弧軸受を示す図である。
【図１３Ｃ】多円弧軸受を示す図である。
【図１３Ｄ】ティルティングパッド軸受を示す図である。
【図１４】すべり軸受装置の他の例を示す縦断面図である。
【図１５】すべり軸受装置の他の例を示す縦断面図である。
【図１６】すべり軸受装置の他の例を示す縦断面図である。
【図１７Ａ】回転軸の軸方向に平行な分割面により複数に分割可能な構造を有するすべり軸受の一例を示す図である。
【図１７Ｂ】回転軸の軸方向に平行な分割面により複数に分割可能な構造を有するすべり軸受の一例を示す図である。
【図１８】図１６に示した回転軸の軸方向に平行な分割面により複数に分割可能な構造を有するスリーブの詳細図である。
【図１９Ａ】ラジアル用すべり軸受、スラスト用すべり軸受を用いている場合の軸受装置である。
【図１９Ｂ】ラジアル用すべり軸受、スラスト用すべり軸受を用いている場合の軸受装置である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る立軸ポンプ、およびそれに用いるすべり軸受装置の実施形態を、図面を参照して説明する。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。本明細書において、「上部」及び「下部」とは、立軸ポンプが移送する液体の下流側（図示において「吐出」側）及び上流側（図示において「吸込」側）をそれぞれ意味するものとして説明する。
【００３７】
図１０は、本実施形態に係る立軸ポンプ３の縦断面図である。立軸ポンプ３はポンプケーシング内にポンプの揚水対象の水がない状態で回転軸を運転することがあるポンプである。立軸ポンプにはそのような状態で管理運転を行うものや、先行待機運転において、気
中運転を行うものもある。図１０では先行待機運転を行う立軸ポンプを例示している。なお、管理運転とは、降水が稀な季節のためポンプの停止状態が継続している時期に、ポンプが正常に運転できるかどうかを点検するための運転であって、ポンプケーシング内がドライな状態で行う運転である。その運転時間は、十数分から数十分になる場合もある。
【００３８】
図１０に示すように、立軸ポンプ３は、ポンプ設置床に設置固定される吐出エルボ３０と、この吐出エルボ３０の下端に接続されるケーシング２９と、ケーシング２９の下端に接続されるとともにインペラ２２（羽根車の一例に相当する）を内部に格納する吐出ボウル２８と、吐出ボウル２８の下端に接続されるとともに水を吸い込むための吸い込みベル２７とを備えている。吸い込みベル２７の下端から吐出エルボ３０の吐出端部までをポンプケーシングと呼ぶ。
【００３９】
インペラ２２の入口側の吸い込みベル２７の側面部には貫通孔が設けられており、この貫通孔には、外気に接する開口を備えた空気管６が取り付けられている。これにより、この立軸ポンプ３は、貫通孔を介して立軸ポンプ３内に供給する空気の供給量を水位に応じて変化させ、立軸ポンプ３の排水量がコントロールされる。
【００４０】
立軸ポンプ３のケーシング２９、吐出ボウル２８、及び吸い込みベル２７の径方向略中心部、すなわちポンプケーシング内部には、回転軸１０が配置されている。回転軸１０の一端側（吸い込みベル２７側）には、水をポンプ内に吸い込むためのインペラ２２が接続されている。
【００４１】
回転軸１０は、軸方向の適当な位置で、支持部材を介してケーシング２９に固定されているすべり軸受装置３２と、吐出ボウル２８の内筒に支持部材を介して固定されているすべり軸受装置３３、及び/又はインペラ２２を貫通した回転軸１０の場合において回転軸１０の下端部で、支持部材を介してケーシング２９に固定されているすべり軸受装置３３によって支持されている。すべり軸受装置３２，３３は、大気運転時に摺動面が大気雰囲気にある状態で使用されるすべり軸受装置であってよい。大気運転時に摺動面が大気雰囲気にある状態で使用されるすべり軸受装置とは、図４および図５にて示したすべり軸受装置である。
【００４２】
すなわち、図４に示すように、このすべり軸受装置は、回転軸１０の外周に、ステンレス鋼、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属等からなるスリーブ１１を有している。スリーブ１１の外周側には、中空円筒の樹脂材料、セラミックス、焼結金属又は表面改質された金属からなるすべり軸受１が設けられている。スリーブ１１の外周面は、すべり軸受１の内周面（すべり面）と非常に狭いクリアランスを介して対面し、すべり軸受１に対して摺動するように構成されている。すべり軸受１は、金属又は樹脂からなる軸受ケース１２によりつば部１２ａを介してポンプのケーシング２９等へ繋がる支持部材１３に固定されている。図５に示すように、すべり軸受１は中空円筒状の形状を有しており、内周面１ａがスリーブ１１の外周面と対面し、外周面１ｂが軸受ケース１２に嵌合される。すべり軸受装置３３とすべり軸受装置３２はともに１か所以上配置され、両者合わせて複数のすべり軸受装置となる。
【００４３】
回転軸１０の上端側は、吐出エルボ３０に設けられた孔を通って立軸ポンプ３の外部へ延び、インペラ２２を回転させるエンジンやモータ等の駆動機へ接続される。回転軸１０と吐出エルボ３０に設けられた孔との間には、フローティングシール、グランドパッキンまたはメカニカルシール等の軸シール３４が設けられており、軸シール３４により立軸ポンプ３が扱う水が立軸ポンプ３の外部に流出することを防止する。
【００４４】
駆動機は、保守点検を容易に行うことができるように陸上に設けられる。駆動機の回転
は回転軸１０に伝達され、インペラ２２を回転させることができる。インペラ２２の回転によって水が吸込みベル２７から吸い込まれ、吐出ボウル２８、ケーシング２９を通過して吐出エルボ３０から吐出される。
【００４５】
図１１は、本実施形態に係る立軸ポンプ３の回転軸１０と原動機５０の回転軸５６の接続状況を示した模式図である。立軸ポンプ３の上部における吐出エルボ３０から、軸シール３４により回転軸１０と吐出エルボ３０との間が軸封された状態で上部に延びた回転軸１０は、その端部においてカップリング５１により原動機５０の回転軸５６と接続する。原動機５０は、原動機５０を支持する原動機架台５２の上に固定される。回転軸１０にはラジアル力を受ける転がり軸受５５および、スラスト力を受ける転がり軸受５５´が設けられる。転がり軸受５５、５５´は軸受ハウジング６３に収納されている。軸受ハウジング６３は架台５３に固定されている。軸受ハウジング６３内には、転がり軸受５５の潤滑に必要な分まで潤滑油が満たされている。
【００４６】
ところで、立軸ポンプの回転軸１０の上部は、以上で説明した構造により、比較的しっかりと拘束されている。すなわち、回転軸１０の転がり軸受５５、５５´とそれを支持する軸受ハウジング６３が、それらを支える剛性の大きい架台５３にしっかり固定されている。そのため、軸受ハウジング６３近傍の回転軸１０の振れはそれらに拘束されている。しかし、軸受ハウジング６３より下方は、インペラ２２までの距離が長いので、回転軸１０をそのまま回転させると振れ回りが生じることがある。その振れ回りの程度は高さ方向の位置により異なる。この振れ回りを抑制するように、ポンプケーシング内にすべり軸受装置３２，３３を設けて回転軸１０を支持している。
【００４７】
すべり軸受装置３２の配置については、設計段階において、経験、あるいは便法的な計算により、回転軸１０の太さ、長さ、回転数、インペラの重さや枚数等の条件から、回転軸１０の振れ回りの大きい位置を割り出し、それに基づいて軸方向のどの辺りに、いくつ配置するかをある程度決めている。しかしながら、回転軸１０の振れ回りの大きい位置として予測されたすべり軸受装置３２の配置位置が、実際の振れ回りの大きい位置からずれてしまうことがある。また、このすべり軸受装置３２の配置位置は、立軸ポンプ３を組み立てた後に修正することはできない。
【００４８】
特に、回転軸１０が長くなるほど、回転軸１０に振れ回りの大きい部分が複数の場所に生じやすくなる。それを抑制するために、回転軸１０の軸方向に沿ってすべり軸受装置３２をより多く配置する必要が生じる。しかしながら、これにより、すべり軸受装置３２の配置位置が実際の回転軸１０の振れ回りが大きい位置からずれるケースがますます多くなり、また、ずれの大きさも拡大し得る。すなわち、複数のすべり軸受装置の一部は、回転軸１０の振れ回りの極端に小さい、いわゆる「節」の位置に配置されてしまうといったことが生じる。
【００４９】
ところで、ドライ運転においては、ポンプケーシング内のすべり軸受装置３２，３３におけるすべり軸受１と、回転軸１０に取り付けたスリーブ１１とが摺動する際に、接触部での摩擦力が大きくなり、発生する摩擦熱が大きくなる。そのため、すべり軸受１やスリーブ１１の損傷が懸念される。
【００５０】
特に、回転軸１０の振れ回りの大きい所に備えたすべり軸受装置３２，３３ほど軸受荷重が大きいので、摺動する相手方の回転軸１０に取り付けたスリーブ１１の局所的な摩耗や高温化が生じやすくなり、立軸ポンプ３の回転体（回転軸１０及びスリーブ１１）と固定体（すべり軸受１）との干渉による振動や軸受荷重が増加する。
【００５１】
そこで、本実施形態に係る立軸ポンプ３は、ポンプケーシング外部の原動機架台５２部
分において、回転軸１０のラジアル力とスラスト力を受ける軸受装置として転がり軸受５５、５５´を備えるとともに、回転軸１０を囲繞したすべり軸受６１を備える。軸受ハウジング６３内に収容された転がり軸受５５、５５´およびすべり軸受６１は、潤滑油や水等の液体に浸漬される。
【００５２】
図１２は、本実施形態に係るポンプケーシング外部の原動機架台５２部分に備えられた軸受装置６０の縦断面図である。図１２に示すように、軸受装置６０は、軸受ハウジング６３を有する。軸受ハウジング６３は、回転軸１０の径よりやや大きい径の略円筒壁である内筒６３ａと、内筒６３ａより大きい径の略円筒壁の外筒６３ｂと、内筒６３ａ及び外筒６３ｂの壁面の下部同士を接続する底板６３ｄと、転がり軸受５５、５５´および、回転軸１０を囲繞するすべり軸受６１ａの上部に位置し、外筒６３ｂの壁面の上部と接続する天板６３ｃを有する。これらにより、軸受ハウジング６３は、潤滑油や水などを受液できる槽を形成している。各部材は分解可能であるが、組み立てられた状態では互いに水密に接合しており、形成される軸受ハウジング６３内に液体を注入しても外部に漏洩することはない。
【００５３】
内筒６３ａの内側には、回転軸１０が延在する。回転軸１０は、この内筒６３ａを外側から覆うように構成された転動体６５を備えている。転動体６５は回転軸１０と一体となって回転するように構成されている。天板６３ｃと転動体６５及び回転軸１０等を含む回転体との間は、わずかな隙間が形成されるか、リップシール等の摺動シール部材によりほぼ封止されている。内筒６３ａと転動体６５及び回転軸１０との間には、内筒６３ａの上端および側面と転動体６５及び回転軸１０とが干渉しないように、円環状に隙間通路７１が形成されている。
【００５４】
本実施形態の軸受装置６０によれば、軸受ハウジング６３内の空間に水や油等の液体を、内筒６３ａの上端の高さＦＬまで注入して、立軸ポンプ３を運転することが可能となる。軸受ハウジング６３の内筒６３ａの上端部は、転がり軸受５５よりも、高い位置まで延びている。ＦＬを越えて液体を注入すると、液体が内筒６３ａの上端を溢流してしまうので、レベル計７０等により、溢流しないレベルに液面が維持されるように、液面が監視される。
【００５５】
回転軸１０は、上方に配置され、ラジアル方向の摺動荷重を受けるように構成されたラジアル転がり軸受５５と、下方に配置され、スラスト方向の摺動荷重を受けるように構成されたスラスト転がり軸受５５´により支持される。ラジアル転がり軸受５５の外輪は外輪の支持部材７２に固定されている。外輪の支持部材７２は軸受ハウジング６３の天板６３ｃに固定されている。スラスト転がり軸受５５´の外輪は、軸受ハウジング６３の底板６３ｄに固定されている。尚、転がり軸受５５、５５´の内輪は回転軸１０（転動体６５）に固定されている。
【００５６】
転がり軸受５５と転がり軸受５５´との間には、回転軸１０（転動体６５）の摺動部分が位置しており、軸受装置６０は、回転軸１０（転動体６５）を囲繞するすべり軸受６１ａを備えている。すべり軸受６１ａは、回転軸１０（転動体６５）の摺動部分に対応するように位置している。なお、回転軸１０（転動体６５）の少なくとも摺動面は、ステンレス鋼、セラミックス、焼結金属、又は表面改質された金属からなる。また、回転軸１０（転動体６５）の摺動面に相対するすべり軸受１、６１ａは、樹脂材料、セラミックス、焼結金属、又は表面改質された金属からなる。
【００５７】
図１２において、すべり軸受６１ａは、回転軸１０の軸方向に平行な分割面を有し、回転軸１０の周囲で分割面同士が接続してすべり軸受を構成している。すべり軸受６１ａの内面形状は、真円または多円弧である。したがって、すべり軸受６１ａは、真円軸受また
は多円弧軸受である。すべり軸受６１ａは、すべり軸受の支持部材７３により支持されている。すべり軸受の支持部材７３は軸受ハウジング６３の天板６３ｃに固定されている。但し、天板６３ｃには、外輪の支持部材７２とすべり軸受６１ａの支持部材７３を天板６３ｃに締結するために、取付金具（ブラケット、アングル）やスタッドボルト等の図示しない締結要素及びボルト穴等の図示しない締結孔が設けられる。したがって、外輪の支持部材７２および、すべり軸受の支持部材７３は天板６３ｃに対して脱着可能である。
【００５８】
ところで、軸受内液膜効果は、すべり軸受の径方向に切断した断面形状にも依存する。図１３Ａから図１３Ｄは、すべり軸受１の径方向に切断した断面形状による典型的な軸受の種類を説明する図である。図１３Ａは真円軸受を示し、図１３Ｂ及び図１３Ｃは多円弧軸受を示し、図１３Ｄはティルティングパッド軸受を示す。また、具体的には、図１３Ｂは、２円弧軸受を示し、図１３Ｃはオフセット軸受を示す。なお、図１３Ａから図１３Ｄにおいて、斜線部は回転軸１０を表している。
【００５９】
図１３Ａに示す真円軸受は、概ね軸方向に沿った溝４１を摺動面に有し、溝４１により水や潤滑油をすべり軸受１の軸方向に速やかに供給する。なお、図１３Ａに示す真円軸受は、溝４１を備えない場合もある。図１３Ａの真円軸受の溝４１が形成されていない部分の摺動面の半径はｒで、中心はＯである。真円軸受はこれら３種類の軸受中で最も軸受内液膜効果が生じやすく、したがってそれによる力も生じやすい。
【００６０】
図１３Ｂに示す２円弧軸受も、図１３Ａの真円軸受と同様に軸方向に沿った溝４１を摺動面に有する。図１３Ｂ及び図１３Ｃに示す多円弧軸受は、基本的に、回転軸１０が摺動するすべり軸受面の半径はｒであるが、このすべり軸受面は、中心が異なる複数の円弧が組み合わさって構成されている。図１３Ｂに示す２円弧軸受と図１３Ｃに示すオフセット軸受は、２つの円弧に対する中心Ｏ１とＯ２を有する。２以上の円弧を有する多円弧軸受も構成され得る。多円弧軸受は、これら３種類の中で真円軸受ほどではないが、それでも軸受内液膜効果が生じ得る。
【００６１】
図１３Ｄに示すティルティングパッド軸受は、回転軸１０の周りにピボット４２を支点として傾斜運動ができるようなパッド４３と呼ばれるすべり軸受面を複数有し、回転軸１０の周囲を囲んでいる。ティルティングパッド軸受は、軸受内液膜効果が生じない。
【００６２】
従来は、すべり軸受１の摺動面に回転軸１０が液中で摺動することで液膜効果が生じると、立軸ポンプ３の回転軸１０に不安定力がかかるので、液膜効果の生じないようにティルティングパッド軸受を用いることも多かった。しかしながら、本実施形態においては、すべり軸受６１ａを摺動部が常時液中にある状態で使用することで液膜効果をあえて生じさせ、先行待機運転のドライ運転時に、ドライな摺動面のすべり軸受３２、３３によって回転軸１０に生じる摩擦力に対向する力生じさせる必要がある。このため、すべり軸受６１ａは、多円弧軸受、より好ましくは真円軸受が用いられる。
【００６３】
さて、再び図１２において、オイルレベルが転がり軸受５５の潤滑ラインＯＬまで軸受ハウジング６３内に液体が収容されている状態でポンプを運転すると、回転軸１０（転動体６５）とすべり軸受６１ａの摺動面の間で液膜効果が生じる。この液膜効果による周方向流体力が、ドライ運転時にポンプケーシング内のすべり軸受３２、３３で生じる摩擦力を相殺及び緩和できる程度にバランスしていれば、回転軸の振れ回り振動は抑制される。
【００６４】
ところが、液膜効果は、すべり軸受６１ａの摺動面が大きいほど生じやすく、摺動面が小さければ生じにくい。仮に図１２に示す軸受装置６０において、回転軸１０（転動体６５）の外周の摺動部分に対応するすべり軸受６１ａが有する摺動面では十分な周方向流体力が生じなかったとする。その場合、図１０に示したポンプケーシング内のすべり軸受３
２、３３でドライ運転時に生じる摩擦力を十分に相殺及び緩和することができないので、振れ回り振動を抑えることができない。
【００６５】
そこで、このような場合、液膜効果による周方向流体力をより大きく発生させるため、摺動面を大きくすることができる。図１４は、すべり軸受装置６０の他の例を示す縦断面図である。例えば図１４に示すように、すべり軸受６１ａに比べて回転軸１０（転動体６５）との摺動部分が軸方向に長いすべり軸受６１ｂを用意することができる。外輪の支持部材７２とすべり軸受の支持部材７３は天板６３ｃに対して脱着可能であるので、天板６３ｃから外輪の支持部材７２とすべり軸受の支持部材７３を取り外し、すべり軸受の支持部材７３に固定されているすべり軸受６１ａをすべり軸受６１ｂに容易に交換することができ、回転軸１０（転動体６５）との摺動面積を増やして、液膜効果による周方向流体力を増加させることができる。これとは逆に、液膜効果による周方向流体力が大きい場合にはすべり軸受の摺動面積が小さいすべり軸受を取り付ければよい。
【００６６】
以上のように、本実施形態の立軸ポンプ３によれば、軸方向に長さの異なるすべり軸受の交換を容易に行うことができ、摺動面積の調整が容易に行うことができる。したがって、液膜効果による周方向流体力と、大気雰囲気で使用されるすべり軸受装置の摺動面で発生する摩擦力のバランスを調整して振れ回り振動を低減することができる。
【００６７】
図１５は、すべり軸受装置６０の他の例を示す縦断面図である。図１５に示すように、図１２に示したすべり軸受装置６０で使用されていたすべり軸受６１ａをそのまま利用し、すべり軸受６１ａの下端に、すべり軸受６１ｃを接続することで、図１４に示したすべり軸受６０と同様に、軸方向の摺動面積を増やすことができる。これとは逆に、液膜効果による周方向流体力が大きい場合には、減少させたいすべり軸受６１ｃを取り外すことで、軸方向の摺動面積を減らすことができる。
【００６８】
図１４又は図１５に示した例は、回転軸１０（転動体６５）の軸方向にすべり軸受を追加する余地がある例であった。しかし、軸方向にすべり軸受を追加する余地がない場合もありうる。そのような場合は、回転軸１０（転動体６５）の摺動部の外径を増加させ、それに対応するすべり軸受を用意することで対応することができる。
【００６９】
図１６は、すべり軸受装置６０の他の例を示す縦断面図である。図１６に示すすべり軸受装置６０では、回転軸１０（転動体６５）の摺動部分に一定の厚みを持ったスリーブ６７が取り付けられる。また、このスリーブ６７の外周面が新たな摺動部となり、この摺動面を支持するすべり軸受６１ｄが用意される。すべり軸受６１ｄは、支持部材７３ｄを介して天板６３ｃにより支持される。これにより、回転軸１０（転動体６５）に一体化して取り付けられたスリーブ６７の外周の摺動面積は、スリーブ６７を取り付けない状態の外周の摺動面積よりも大きくなるので、液膜効果による周方向流体力を増加させることができる。
【００７０】
ここで、スリーブ６７は、回転軸１０の軸方向に平行な分割面により複数の部分に分割され、それら複数の部分は回転軸１０に固定して組立てることで一体の円筒状のスリーブとなる。回転軸１０（転動体６５）にスリーブ６７を構成する部材を固定する際の締結部材は、スリーブ６７の外周の摺動面と干渉しない位置に設けられる。組立てられたスリーブ６７は、対応するすべり軸受６１ｄとで、真円軸受または多円弧軸受を形成する。
【００７１】
このように、適当な外周径のスリーブと、その径に対応するすべり軸受とを用意することで、適切な液膜効果により、ドライ運転時にポンプケーシング内のすべり軸受３２、３３で生じる摩擦力を相殺及び緩和する適切な周方向流体力を生じさせることができる。
【００７２】
また、すべり軸受６１を分解、組立可能とした場合、ジャーナル軸受を備えておらず、転がり軸受だけを用いている既設のポンプについても、別途、容易にすべり軸受６１を設けることができる。したがって、液膜効果による周方向流体力を適切に生じさせて、摩擦力の相殺効果を発揮して、回転軸の振れ回りを抑制することのできる立軸ポンプを提供することができる。
【００７３】
尚、図１２乃至図１６では、説明の便宜のため、すべり軸受６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄおよびラジアル用転がり軸受５５の外輪は、軸受ハウジング６３の天板６３ｃに締結された支持部材７２，７３により支持された状態を説明した。しかしながら、これに限らず、天板６３ｃ以外にも、天板６３ｃに締結する態様と同様に、支持部材７２及び支持部材７３を締結するための取付金具（ブラケット、アングル）やスタッドボルト等の締結要素及びボルト穴等の締結孔を用いて、側板６３ｂや底板６３ｄに支持部材７２，７３を締結してもよい。この場合、すべり軸受６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、回転軸１０の軸方向に平行な分割面により複数に分割可能な構造であり、それらを回転軸１０の周りに組立てることにより、一体のすべり軸受け機能を備えたすべり軸受をなす。また、支持部材７２，７３は、すべり軸受６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄや軸受ハウジング６３の天板６３ｃ、底板６３ｄ、側板６３ｂとは脱着可能である。したがって、軸受ハウジング６３内の限られたスペースであっても、すべり軸受６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄなどを分割した小さな部品の状態で軸受ハウジング６３内に挿入して組み立てることが容易となり、組み立てられたすべり軸受は、軸受ハウジング６３内に挿入された支持部材７２，７３を介して軸受ハウジング６３に締結することができる。
【００７４】
図１７Ａ、１７Ｂは、回転軸１０の軸方向に平行な分割面により複数に分割可能な構造を有するすべり軸受の一例を示す図である。すべり軸受６１ｃは、基本的な要素の全てを備えている。図１７Ａは図１７Ｂに示したＡＡ面における断面図であり、図１７Ｂは図１７Ａに示したＢＢ面における断面図である。
【００７５】
図１７Ａは、回転軸１０と一体となって回転する転動体６５の周囲に、すべり軸受６１ｃが配置された状況を示している。内筒６３ａの外側および転動体６５の周囲には潤滑油等液体が満ちている。すべり軸受６１ｃは、回転軸１０の軸方向に平行な分割面Ｘ，Ｙ，Ｚにより３つの部分に分割される。すべり軸受６１ｃを保持する軸受ホルダ７４も、すべり軸受６１ｃと共に分割されている。軸受ホルダ７４の外周には、３つの分割された部分を締結して一体化するための締結要素７７，７５が設けられ、これらが互いに締結しあうことで、すべり軸受６１ｃが一体のすべり軸受機能を発揮する。図示の例の場合、締結要素７７，７５は、外周から突き出した座にネジ止め孔を施しているが、これに限らない。
【００７６】
軸受ホルダ７４の軸方向の端部にはフランジが設けられ、そのフランジには、更にすべり軸受を軸方向に増設したり、軸方向に増設したすべり軸受を取り外すための締結孔７８，７９が設けられている。また、軸受ホルダ７４の外周には、支持部材７３と締結するための締結要素７６が設けられる。３つの分割された部分が締結されて構成されるすべり軸受６１ｃは、支持部材７３と締結要素７６を締結して固定してもよいが、軸方向に隣接するすべり軸受が既に固定され、それに締結孔７８、７９により接続する場合には、必ずしも支持部材７３と締結要素７６を用いて固定する必要はない。
【００７７】
図１７Ａ、１７Ｂに示したように、分割面Ｘ，Ｙ，Ｚ、支持部材７３と締結される締結要素７６、締結要素７７，７５、および締結孔７８，７９については、すべり軸受６１ｃが組み上げられた状態でシンメトリーな関係で配置されることが望ましい。尚、締結要素７６がシンメトリーな配置関係であるので、支持部材７３と締結要素７６とを締結するために、天板６３、側板６３ｂ、底板６３ｄに備えられるスタッドボルト等の締結要素及びボルト穴等の締結孔、あるいは、締結要素７６などの締結要素が、シンメトリーな関係で
備えられる。
【００７８】
以上、３分割のすべり軸受６１ｃを例示したが、分割数は３に限るものではない。また、すべり軸受６１ｃの例示した内容は、他のすべり軸受６１ａ，６１ｂ，６１ｄにも適用され得る。
【００７９】
図１８は、図１６に示した回転軸１０の軸方向に平行な分割面により複数に分割可能な構造を有するスリーブ６７の詳細図である。図示の例は、２分割にしたスリーブ６７を示す。図１８に示すように、スリーブ６７は円筒を縦に割った形状の側板８０ａを有する。側板８０ａの上端部と下端部には、スリーブ６７を転動体６５に固定するために内側に延びたフランジ部８０ｂ，８０ｃが設けられる。フランジ部８０ｂ，８０ｃには、スリーブ６７を転動体６５に固定するための孔８１が設けられている。図示の部品を二つ転動体６５の周囲に配置して固定すると、転動体６５の外径に均等な厚みｄを加えることができる。厚みｄの異なるいくつかのスリーブを用意して転動体６５の摺動部の径を大きくし、それに応じたすべり軸受を用意することで、摺動面積を調整することができる。以上、２分割のスリーブ６７を例示したが、分割数は２に限る物ではない。
【００８０】
これまでは、ラジアル用、スラスト用に各々転がり軸受を備え、それらの間にすべり軸受６１を配置し、回転軸１０（転動体６５）との摺動面積を調整する例を紹介したが、紹介した例は、ラジアル用、スラスト用に転がり軸受ではなく、すべり軸受を用いている場合でも同様に援用することが可能である。
【００８１】
図１９Ａは、ラジアル用すべり軸受６１ａ、スラスト用すべり軸受６２ａ，６２ｂを用いている場合の軸受装置を示す。図示の例は、回転軸１０（転動体６５）の外周にすべり軸受６１ｂを増設した例である。すべり軸受６１ｂは支持部材７３に支持され、支持部材７３は天板６３ｃに固定されている。勿論、ラジアル用すべり軸受６１ａの上端部にすべり軸受を増設して固定してもよい。潤滑油等液面は、ＯＬまで充填しているので、すべり軸受６１ａだけでなくすべり軸受６１ｂの摺動面にも液膜効果により、回転軸１０（転動体６５）に及ぼす周方向流体力が生じる。このように、摺動面積を増減することで、周方向流体力を調整することは可能である。
【００８２】
図１９Ｂは、ラジアル用すべり軸受６１ａ、スラスト用すべり軸受６２ａ，６２ｂを用いている場合の軸受装置を示す。図示の例では、回転軸１０（転動体６５）の外周にスリーブ６７を増設して外周径を大きくし、それに対応したすべり軸受６１ｃを増設している。これにより、スリーブ６７の摺動面を増やしている。すべり軸受６１ｃは、ラジアル用すべり軸受６１ａの上端部に接続して固定されている。潤滑油等液面はＯＬまで充填しているので、すべり軸受６１ａだけでなくすべり軸受６１ｃの摺動面にも、液膜効果により、回転軸１０（転動体６５）に及ぼす周方向流体力が生じる。このように、摺動面積を増減することで、周方向流体力を調整することは可能である。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について、主に先行待機運転を行う立軸ポンプを例として説明したが、立軸ポンプ３は、ポンプケーシング内に、ポンプが揚水する対象の水がない状態で回転軸を回転して運転することがあるポンプであって、そのような状態で管理運転を行うポンプも含まれる。上述した発明の実施の形態は、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、本発明にはその等価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、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
３…立軸ポンプ
６…空気管
１０…回転軸
２２…インペラ
２９…ケーシング
３２…すべり軸受装置
３３…すべり軸受装置
５５、５５´…転がり軸受
６１…すべり軸受
６３…軸受ハウジング
６５…転動体
【図１】
2019015207.tif 000003
【図２】
2019015207.tif 000004
【図３】
2019015207.tif 000005
【図４】
2019015207.tif 000006
【図５】
2019015207.tif 000007
【図６】
2019015207.tif 000008
【図７Ａ】
2019015207.tif 000009
【図７Ｂ】
2019015207.tif 000010
【図８】
2019015207.tif 000011
【図９】
2019015207.tif 000012
【図１０】
2019015207.tif 000013
【図１１】
2019015207.tif 000014
【図１２】
2019015207.tif 000015
【図１３Ａ】
2019015207.tif 000016
【図１３Ｂ】
2019015207.tif 000017
【図１３Ｃ】
2019015207.tif 000018
【図１３Ｄ】
2019015207.tif 000019
【図１４】
2019015207.tif 000020
【図１５】
2019015207.tif 000021
【図１６】
2019015207.tif 000022
【図１７Ａ】
2019015207.tif 000023
【図１７Ｂ】
2019015207.tif 000024
【図１８】
2019015207.tif 000025
【図１９Ａ】
2019015207.tif 000026
【図１９Ｂ】
2019015207.tif 000027