(57)【要約】【課題】床上から揚水管の中間部を確実に支持が可能であり、かつメンテナンスの容易な立軸ポンプ装置の揚水管の中間支持装置及び該中間支持装置を備えた立軸ポンプ装置を提供する。【解決手段】ポンプ井Ａの床体Ｆの上に設置された吐出管１０５と、ポンプ井Ａ内に配設され、原動機Ｍの動力によって回転する羽根車１０１が内蔵されたポンプケーシング１０３と、床体Ｆに形成された開口Ａａを介して吐出管１０５とポンプケーシング１０３とを接続するとともに原動機Ｍの動力を羽根車１０１に伝達する回転軸１０２が収容された揚水管１０４とを備えた立軸ポンプ装置Ｐの、揚水管１０４の中間支持装置１０であって、揚水管１０４を支持するために、揚水管１０４の外周の所定の高さ位置に配設される躯体側支持部２と、床体に固定される躯体側固定部４と、躯体側支持部２と躯体側固定部４とを連接する連接部５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ井の床体の上に設置された吐出管と、前記ポンプ井内に配設され、原動機の動力によって回転する羽根車が内蔵されたポンプケーシングと、前記床体に形成された開口を介して前記吐出管と前記ポンプケーシングとを接続するとともに前記原動機の動力を前記羽根車に伝達する回転軸が収容された揚水管とを備えた立軸ポンプ装置の、前記揚水管の中間支持装置であって、
前記揚水管を支持するために、前記揚水管の外周の所定の高さ位置に配設される躯体側支持部と、
前記床体の上面側に固定される躯体側固定部と、
前記躯体側支持部と前記躯体側固定部とを連接する連接部とを備えていることを特徴とする中間支持装置。
【請求項２】
前記躯体側固定部は、
前記原動機及び／または前記吐出管の据付ベースと離間して前記床体に固定されることを特徴とする請求項１に記載の中間支持装置。
【請求項３】
前記連接部は、前記躯体側固定部側が前記躯体側支持部側より、剛性が高くなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の中間支持装置。
【請求項４】
前記連接部は、筒状部材で構成され、
前記筒状部材の内面または外面に、前記躯体側固定部から前記躯体側支持部側への所定範囲に、所定の補強材を備えていることを特徴とする請求項３に記載の中間支持装置。
【請求項５】
前記連接部は、筒状部材で構成され、
前記筒状部材は、前記躯体側固定部側が前記躯体側支持部側より、厚みが厚くなるように構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の中間支持装置。
【請求項６】
前記連接部は、筒状部材で構成され、
前記筒状部材は、前記躯体側支持部から前記躯体側固定部側への所定範囲に、所定の開口を備えていることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の中間支持装置。
【請求項７】
前記連接部は、格子状部材で構成され、
前記格子状部材は、前記躯体側固定部側が前記躯体側支持部側より、構成部材の数が多くなるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の中間支持装置。
【請求項８】
前記躯体側支持部は、前記立軸ポンプ装置の固有振動数に関する振動モードに基づいてその設置高さが設定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の中間支持装置。
【請求項９】
前記躯体側支持部は、前記揚水管の高さ方向の複数箇所に備えられていることを特徴とすることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の中間支持装置。
【請求項１０】
前記揚水管に設置され、前記躯体側支持部と当接可能なポンプ側支持部を備え、
前記躯体側支持部と前記ポンプ側支持部とは、前記揚水管の上下方向へのスライド移動を許容するとともに、前記揚水管の回転軸の半径方向への移動を規制するように構成され、
前記回転軸の中心から、前記躯体側支持部の前記ポンプ側支持部へ対向する箇所までの距離が、
前記回転軸の中心から、前記ポンプケーシング側の外周面までの距離より長くなるように設定されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の中間支持装置。
【請求項１１】
ポンプ井の床体の上に設置された吐出管と、前記ポンプ井内に配設され、原動機の動力によって回転する羽根車が内蔵されたポンプケーシングと、前記床体に形成された開口を介して前記吐出管と前記ポンプケーシングとを接続するとともに前記原動機の動力を前記羽根車に伝達する回転軸が収容された揚水管と、前記揚水管を支持する中間支持装置とを備えた立軸ポンプ装置であって、
前記中間支持装置は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の中間支持装置であることを特徴とする立軸ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ井の床体の上に設置された吐出管と、前記ポンプ井内に配設され、原動機の動力によって回転する羽根車が内蔵されたポンプケーシングと、前記床体に形成された開口を介して前記吐出管と前記ポンプケーシングとを接続するとともに前記原動機の動力を前記羽根車に伝達する回転軸が収容された揚水管とを備えた立軸ポンプ装置の、前記揚水管の中間支持装置及び該中間支持装置を備えた立軸ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立軸ポンプ装置は、ポンプ井内に配置される羽根車が収容されたポンプケーシングと、床体の上に設置される吐出管を接続する比較的長い揚水管を備えている。このような揚水管やポンプケーシングは、ポンプ井の開口などに備えられた据付ベースに固定された吐出管から下方に吊下した状態で設置される。揚水管やポンプケーシングといった吐出管から吊下げられた箇所の固有振動数はコラム径、長さなどで決定され、この固有振動数が、ポンプの運転周波数と一致すると共振し、その設置箇所を支点として大きく振動する。
【０００３】
このような共振を回避するためには、ポンプの運転周波数と一致した前記固有振動数を変更する必要がある。例えば、揚水管の剛性を上げるため揚水管を肉厚にしたり補強用のリブを備えたり、揚水管に錘を付けることで相対的に揚水管の剛性を下げたりして、前記固有振動数を変更することが考えられる。しかし、単に揚水管を肉厚などにして全体の剛性を上げる方法はコストがかかる。また、肉厚にして剛性を上げると、揚水管の断面係数が上がってしまうので、より剛性が必要となる。また、揚水管を肉厚などにしたり、揚水管に錘を付けたりすると、揚水管を支持している床体への負担が大きくなってしまう。
【０００４】
そこで、揚水管の中間部を支持してポンプの剛性をかえ、立軸ポンプ装置の運転周波数と固有振動数をずらすことで、共振現象が生じにくくして振動を抑制したりするための中間支持装置が備えられる。例えば特許文献１には、立軸ポンプ装置の中間支持装置として、躯体に設けられた躯体側支持部と、立軸ポンプ装置の揚水管の部分に設けられるポンプ側支持部とを備えた中間支持装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４５９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示されたような中間支持装置は、躯体側支持部がポンプ井内の躯体（ポンプを設置する床の水槽側）に設けられているため、その取り付け時やメンテナンス時に、作業員が床下にもぐり足場を作る作業が必要で煩雑であった。特に、立軸ポンプ装置が排水ポンプである場合は、ポンプの運転を継続したままの作業を行うことはできず、ポンプを停止する必要があった。また、躯体側固定部の躯体への取り付け部分に、さびが発生するなどの劣化を生じたり、躯体側支持部に異物が絡みついたりするといった問題もあった。さらに、そもそも、揚水管の近傍に躯体側支持部を取り付けるための壁面が必要であるため、立軸ポンプ装置の設置位置ないしポンプ井の躯体形状に制約があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、床上から揚水管の中間部を確実に支持が可能であり、かつメンテナンスの容易な立軸ポンプ装置の揚水管の中間支持装置及び該中間支持装置を備えた立軸ポンプ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】
【０００８】
上述の目的を達成するための、本発明による中間支持装置の第一の特徴構成は、ポンプ井の床体の上に設置された吐出管と、前記ポンプ井内に配設され、原動機の動力によって回転する羽根車が内蔵されたポンプケーシングと、前記床体に形成された開口を介して前記吐出管と前記ポンプケーシングとを接続するとともに前記原動機の動力を前記羽根車に伝達する回転軸が収容された揚水管とを備えた立軸ポンプ装置の、前記揚水管の中間支持装置であって、前記揚水管を支持するために、前記揚水管の外周の所定の高さ位置に配設される躯体側支持部と、前記床体の上面側に固定される躯体側固定部と、前記躯体側支持部と前記躯体側固定部とを連接する連接部とを備えている点にある。
【０００９】
躯体側支持部によって所定高さ位置で揚水管を支持しながらも、その躯体側固定部をポンプ井内の躯体ではなく床体の上面側に固定することで、中間支持装置の取り付け、メンテナンスを床上から行うことができるので、従来のように作業のために作業員が床下にもぐる必要がなくなる。
また、躯体側支持部をポンプ井内の壁面に固定する必要がなくなるため、揚水管の周囲近傍に中間支持装置を設置するための壁面が不要である。
【００１０】
同第二の特徴構成は、前記躯体側固定部は、前記原動機及び／または前記吐出管の据付ベースと離間して前記床体に固定される点にある。
【００１１】
中間支持装置の躯体側固定部の固定箇所と、原動機側の据付ベースとが明確に縁切りされていることで、原動機や吐出管の振動が直接躯体側固定部へと伝達してしまうような虞を解消することができる。なお、躯体側固定部の床体への固定は、床体に直接してもよいし、床体の表面に固設または前記床体に埋設された固定ベースを介してされてもよい。
【００１２】
同第三の特徴構成は、前記連接部は、前記躯体側固定部側が前記躯体側支持部側より、剛性が高くなるように構成されている点にある。
【００１３】
躯体側支持部には、揚水管の振動によって水平成分をもった力が印加される。従って連接部の躯体側支持部から躯体側固定部にかけて前記力によるモーメントが大きくなるため、それに応じて剛性を上げておく必要がある。単に連接部の全ての剛性を上げるのではなく、躯体側支持部から躯体側固定部にかけて連接部の全体として高さ方向に必要な剛性を分布させることで、中間支持装置としての十分な剛性を担保しながらも、不必要な重量の増加を防止することができる。
【００１４】
同第四の特徴構成は、前記連接部は、筒状部材で構成され、前記筒状部材の内面または外面に、前記躯体側固定部から前記躯体側支持部側への所定範囲に、所定の補強材を備えている点にある。
【００１５】
連接部の剛性を調整する構成としては、連接部に所定の補強材を設ける方法が採用できる。筒状部材として、鋼板を筒状に構成したものが好ましく例示でき、所定の補強材として、適切な断面係数をもった平鋼、溝形鋼、山形鋼が好ましく例示でき、このような補強材を筒状部材の内周または外周の所定範囲に例えば溶接により固設することで、連接部は高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。なお、補強材は、連接部に一体形成される構成であってもよい。
【００１６】
同第五の特徴構成は、前記連接部は、筒状部材で構成され、前記筒状部材は、前記躯体側固定部側が前記躯体側支持部側より、厚みが厚くなるように構成されている点にある。
【００１７】
筒状部材として、鋼板を筒状に構成したものが好ましく例示でき、例えばその厚みを、連接部の高さ方向に応じて滑らかに変更する、または、所定の高さごとに厚みをかえたものを高さ方向に連結することで、連接部は高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。
【００１８】
同第六の特徴構成は、前記連接部は、筒状部材で構成され、前記筒状部材は、前記躯体側支持部から前記躯体側固定部側への所定範囲に、所定の開口を備えている点にある。
【００１９】
筒状部材として、鋼板を筒状に構成したものが好ましく例示でき、連接部の所定位置に開口を備えて、当該部分の剛性を相対的に下げることで、連接部は高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。
【００２０】
同第七の特徴構成は、前記連接部は、格子状部材で構成され、前記格子状部材は、前記躯体側固定部側が前記躯体側支持部側より、構成部材の数が多くなるように構成されている点にある。
【００２１】
格子状部材として、複数の鋼材を組み合わせて構成したものが好ましく例示でき、その構成本数を調整することで、連接部は高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。鋼材は、中空であっても中実であってもよい。格子状部材の位置に応じて、その断面係数が異なる鋼材を組み合わせてもよい。
【００２２】
同第八の特徴構成は、前記躯体側支持部は、前記立軸ポンプ装置の固有振動数に関する振動モードに基づいてその設置高さが設定されている点にある。
【００２３】
振動による変位が大きい振動モードの腹の部分に対応した位置に躯体側支持部を設けることにより、揚水管の振動を効果的に抑制することができる。
【００２４】
同第九の特徴構成は、前記躯体側支持部は、前記揚水管の高さ方向の複数箇所に備えられている点にある。
【００２５】
躯体側支持部は、振動による変位の大きい箇所、いわゆる腹の部分に備えることが、効果的な振動抑制の観点で好ましく、揚水管の振動の腹の数に応じて適切な位置に備えればよい。
【００２６】
同第十の特徴構成は、前記揚水管に設置され、前記躯体側支持部と当接可能なポンプ側支持部を備え、前記躯体側支持部と前記ポンプ側支持部とは、前記揚水管の上下方向へのスライド移動を許容するとともに、前記揚水管の回転軸の半径方向への移動を規制するように構成され、前記回転軸の中心から、前記躯体側支持部の前記ポンプ側支持部へ対向する箇所までの距離が、前記回転軸の中心から、前記ポンプケーシング側の外周面までの距離より長くなるように設定されている点にある。
【００２７】
躯体側支持部とポンプ側支持部とは、回転軸の半径方向への移動が規制されているので、躯体側支持部とポンプ側支持部とにより、揚水管の中間部を確実に支持することができる。一方、躯体側支持部とポンプ側支持部とが上下方向におけるスライド移動が許容されるので、メンテナンスなどのために揚水管やポンプケーシングを引き抜く際には、躯体側支持部とポンプ側支持部とをスライドさせて引き抜くことができる。また、回転軸中心からスライド移動する部分までの距離が回転軸中心からポンプケーシング側の外周面までの距離より長くなるように構成されているので、ポンプケーシングが躯体側支持部に干渉することなく円滑に引き抜くことができる。
【００２８】
本発明による立軸ポンプ装置の特徴構成は、ポンプ井の床体の上に設置された吐出管と、前記ポンプ井内に配設され、原動機の動力によって回転する羽根車が内蔵されたポンプケーシングと、前記床体に形成された開口を介して前記吐出管と前記ポンプケーシングとを接続するとともに前記原動機の動力を前記羽根車に伝達する回転軸が収容された揚水管と、前記揚水管を支持する中間支持装置とを備えた立軸ポンプ装置であって、前記中間支持装置は、上述の第一から第十のいずれかの特徴構成を備えた中間支持装置である点にある。
【００２９】
床上から揚水管の中間部を確実に支持が可能であり、ポンプ本体及び中間支持装置とも床上から設置、メンテナンスができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明のとおり、本発明によれば、床上から揚水管の中間部を確実に支持が可能であり、かつメンテナンスの容易な立軸ポンプ装置の揚水管の中間支持装置及び該中間支持装置を備えた立軸ポンプ装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る中間支持装置を備えた立軸ポンプ装置の全体図である。
【図２】本発明に係る中間支持装置と立軸ポンプ装置の部分拡大図である。
【図３】本発明に係る中間支持装置と立軸ポンプ装置の部分拡大図である。
【図４】本発明に係る中間支持装置の一部切欠き斜視図である。
【図５】本発明に係る中間支持装置の平断面図である。
【図６】本発明に係る中間支持装置の部分拡大図である。
【図７】本発明に係る中間支持装置の一部切欠き斜視図である。
【図８】種々の振動モードを示す模式図であり、（ａ）は一次振動、（ｂ）は二次振動、（ｃ）は三次振動、（ｄ）は四次振動を示す模式図である。
【図９】本発明の別実施形態に係る中間支持装置の一部切欠き斜視図である。
【図１０】本発明の別実施形態に係る中間支持装置の一部切欠き斜視図である。
【図１１】本発明の別実施形態に係る中間支持装置の一部切欠き斜視図である。
【図１２】本発明の別実施形態に係る中間支持装置の一部切欠き斜視図である。
【図１３】本発明の別実施形態に係る中間支持装置と立軸ポンプ装置の部分拡大図である。
【図１４】本発明の別実施形態に係る中間支持装置と立軸ポンプ装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る中間支持装置１０を備えた立軸ポンプ装置Ｐを示している。
立軸ポンプ装置Ｐは例えば、コンクリート製のポンプ井Ａに設けられる。立軸ポンプ装置Ｐは、下端側に羽根車１０１と、羽根車１０１が取り付けられた回転軸１０２と、羽根車１０１が回転自在に収納されたポンプケーシング１０３と、ポンプケーシング１０３の下側（上流側）に水密に連通された吸込管１０７と、ポンプケーシング１０３の上側（下流側）に水密に連通され上下方向に延びる揚水管１０４と、揚水管１０４の上側（下流側）に水密に連通された吐出管１０５とを備える。回転軸１０２は揚水管１０４内に備えられた軸受１０４ｄにより、回転自在に設けられている。立軸ポンプ装置Ｐの中間部には、揚水管１０４を支持するための中間支持装置１０が備えられている。
【００３３】
ポンプ井Ａの床体Ｆに形成された円形の開口Ａａの周囲には、開口Ａａと同心状に据付ベース１０９が配設されている。据付ベース１０９には、吐出管１０５の下端に外側に大きく張り出すように設けられた固定用フランジと、例えばモータなどの原動機Ｍを設置するための架台１０８が、床体Ｆに配設された基礎ボルト１１０と、ナット１１１によって固定されている。なお、吐出管１０５は固定用フランジを介して据付ベース１０９に直接固定される構成に限らず、架台１０８に固定される構成であってもよい。
【００３４】
揚水管１０４、ポンプケーシング１０３及び吸込管１０７は、開口Ａａからポンプ井Ａ内に垂下されている。
原動機Ｍの出力軸１００と回転軸１０２の上端側とが接続され、原動機Ｍの回転により回転軸１０２及び羽根車１０１が回転される。羽根車１０１の回転により、吸込管１０７から吸い込まれた水が揚水管１０４に揚水され、吐出管１０５から排出される。
【００３５】
本実施形態において、揚水管１０４は、複数の直管部材１０４ａを備え、各直管部材１０４ａは、直管部材１０４ａの端部に設けられたフランジ１０４ｃ同士が接続、または、直管部材１０４ａの端部に設けられたフランジ１０４ｃの間に配された中間軸受管部材１０４ｂを介して互いに接続されている。中間軸受管部材１０４ｂは内部に回転軸１０２を回転自在に支持する軸受１０４ｄを備えている。揚水管１０４の最下段の直管部材１０４ａの下端には、該直管部材１０４ａの下端と、ポンプケーシング１０３の上端とを滑らかに接続する拡径管１０４ｅが備えられている。
【００３６】
図１から図３に示すように、中間支持装置１０は、ポンプ井Ａの躯体である床体Ｆに配設固定された固定ベース１１２にボルト１１３によって固定される躯体側固定部４と、躯体側固定部４から下方に垂設された連接部５と、連接部５の下端に設けられた躯体側支持部２と、躯体側支持部２とは別部材に構成され、揚水管１０４のフランジ１０４ｃに取り付けられるポンプ側支持部３とを備えている。
躯体側固定部４、連接部５、躯体側支持部２及びポンプ側支持部３は、一般構造用圧延鋼材またはステンレス鋼によって構成され、躯体側固定部４、連接部５及び躯体側支持部２の接続は溶接によって行われる。
【００３７】
固定ベース１１２は、床体Ｆの開口Ａａの周囲の躯体内であって、架台１０８が固定される据付ベース１０９と離間した位置に、開口Ａａに同心状に埋設されて固定されている。中間支持装置１０の躯体側固定部４を固定するための固定ベース１１２と、原動機Ｍの架台１０８や吐出管１０５を固定するための据付ベース１０９とが明確に縁切りされていることで、原動機Ｍや吐出管１０５の振動が直接躯体側固定部４へ伝達される虞がない。
【００３８】
躯体側固定部４は、平板によって中央開口４ａを有する円板状に形成され（図４参照）、その周方向に等間隔に複数個のボルト孔（図示せず）が備えられている。
躯体側固定部４は、該ボルト孔を介して固定ベース１１２にボルト１１３で固定される。
ポンプ井内に位置する躯体側支持部２によって所定高さ位置で揚水管１０４を回転軸１０２の径方向への変位を抑制するように支持しながらも、その躯体側固定部４を床体Ｆの下面側などのポンプ井Ａ内の躯体ではなく床体Ｆの上面側に固定することで、中間支持装置１０の取り付け、メンテナンスを床上から行うことができるので、従来のように作業のために作業員が床下にもぐる必要がなくなる。
また、躯体側支持部２をポンプ井内の壁面に固定する必要がなくなるため、揚水管１０４の周囲近傍に中間支持装置１０を設置するための壁面が不要である。
さらに、改造などによりポンプの固有振動数がかわったり、ポンプの回転数がかわって中間支持装置１０が必要となった場合、床体Ｆの上面側から容易に取り付けできるものである。
【００３９】
図４に示すように、連接部５は、筒状部材の一例として、上下方向に２個の円筒状部材５１（５１ａ、５１ｂ）が連結されて構成されている。
各円筒状部材５１（５１ａ、５１ｂ）は、一枚または複数枚の平板を所定の曲率となるように曲げたり、溶接したりすることで製作される。
一般構造用圧延鋼材やステンレス鋼は規格により寸法が規定されており、連接部５のサイズに応じて連接部５を構成する円筒状部材５１の個数や、円筒状部材５１を構成する平板の枚数が決定される。
上側の円筒状部材５１ａと、下側の円筒状部材５１ｂは、それらと同じ外径を有するとともに、中央開口５２ａを有する円板状の接続部材５２を介して接続されている。
【００４０】
上側の円筒状部材５１ａの内面には、円筒状部材５１ａの剛性を高めるための補強材が備えられている。
前記補強材は、適切な断面係数をもった溝形鋼、山形鋼、平鋼が好ましく例示でき、本実施形態では、図４に示すように、１２本の溝形鋼５３が上下方向に、円筒状部材５１ａの周方向に等間隔となるように配設されている。溝形鋼５３の上端は躯体側固定部４の下面に溶接され、溝形鋼５３の下端は接続部材５２の上面に溶接され、溝形鋼５３の両フランジ部の先端は円筒状部材５１ａの内面に溶接されている。なお、前記補強材は、連接部５に一体形成される構成であってもよく、円筒状部材５１ａと補強材などを鋳物などで一体に製作することもできる。
一方、下側の円筒状部材５１ｂには補強材が配設されていない。
躯体側支持部２には、揚水管１０４の振動によって水平成分をもった力が印加される。従って連接部５の躯体側支持部２から躯体側固定部４にかけて前記力によるモーメントが大きくなるため、連接部５は、躯体側支持部２側より躯体側固定部４側の剛性を上げておく必要がある。
上側の円筒状部材５１ａだけに溝形鋼５３からなる補強材を適切に配設することで、下側の円筒状部材５１ｂより上側の円筒状部材５１ａの剛性を高くすることができる。
躯体側支持部２から躯体側固定部４にかけて連接部５の全体として高さ方向に必要な剛性を分布させて、中間支持装置１０としては十分な剛性を担保しながらも、単に連接部５の全長に亘って補強材を備えて連接部５の全ての剛性を上げる場合に比べて、中間支持装置１０の不必要な重量の増加を防止することができる。
【００４１】
図４から図６に示すように、躯体側支持部２は、揚水管１０４の外周に沿って円周状に配置されるとともに上下方向に延びる規制面２５１と、規制面２５１の上縁から上方へ向かうほど拡径するようにテーパー状に延びる上側案内面２５２と、規制面２５１の下縁から下方へ向かうほど拡径するようにテーパー状に延びる下側案内面２５３とを備えて構成されている。
規制面２５１、上側案内面２５２及び下側案内面２５３は、平板を所定の曲率となるように曲げたり、溶接したりすることで製作される。規制面２５１の裏面には、適宜補強用のリブ２５４が取り付けられ、所望の機械的強度が確保されるとともに、リブ２５４が連接部５の下端部に溶接されることで、連接部５に躯体側支持部２が取り付けられる。
上側案内面２５２は、揚水管１０４、ポンプケーシング１０３及び吸込管１０７をポンプ井Ａ内に設置する際のガイドとして機能する。揚水管１０４、ポンプケーシング１０３及び吸込管１０７は、上側案内面２５２によって円滑に案内され容易に適切な位置に配置される。下側案内面２５３は、揚水管１０４、ポンプケーシング１０３及び吸込管１０７をポンプ井Ａから取り外す際のガイドとして機能する。ポンプケーシング１０３及び吸込管１０７は、下側案内面２５３によって円滑に案内され確実に取り外すことができる。
【００４２】
図５から図７に示すように、ポンプ側支持部３はフランジ１０４ｃに取り付けられる回転軸１０２に対称な一対のポンプ側取付部３２と、夫々のポンプ側取付部３２の周方向両端に設けられる一対のポンプ側規制部３１とを備える。
ポンプ側取付部３２はフランジ１０４ｃの径方向に延在するとともに、フランジ１０４ｃに沿って円弧状に延びている。ポンプ側取付部３２の径方向外側で周方向の両端部には、所定の周方向端部に亘ってポンプ側規制部３１が一対、周方向に９０°離れた位置に設けられている。ポンプ側規制部３１は上下方向に延びるとともに、ポンプ側取付部３２に沿って、円弧状に延び、その表面が、躯体側支持部２の規制面２５１に当接または僅かな隙間を介して対向する規制面３１１を構成する。
【００４３】
図６に示すように、ポンプ側取付部３２の径方向内側部分には、フランジ１０４ｃの孔部に対応して孔部３２２が形成され、ポンプ側取付部３２の孔部３２２及びフランジ１０４ｃの孔部に亘ってボルト３２３及びナット３２４を締結して共締することにより、ポンプ側取付部３２がフランジ１０４ｃに固定される。
このように、ポンプ側支持部３を、揚水管１０４の管壁と比べて強度の高いフランジ１０４ｃに固定する構成とすることで、従来の立軸ポンプ装置に新たにポンプ側取付部３２を設けるなどの設計変更などをすることなく、中間支持装置１０を備えることができる。
【００４４】
なお、ポンプ側取付部３２の上面及び下面には補強用のリブ３２５，３２６が立設されている。本実施形態においては、リブ３２５はポンプ側取付部３２の幅方向（径方向）の略全域に亘って設けられ、所望の機械的強度が確保されている。
また、リブ３２６は、フランジ１０４ｃの邪魔にならないように、フランジ１０４ｃよりも径方向外側において。フランジ１０４ｃに沿って周方向に延在している。
【００４５】
また、本実施形態では、図５及び図７に示すように、躯体側支持部２は円筒状部材５１ｂの内面全周に亘って円環状に配置され、その内部に一対のポンプ側支持部３が円弧状に配置されている。このため、躯体側支持部２とポンプ側支持部３とを対応させた状態において、躯体側支持部２はポンプ側支持部３の周方向における両端部に備えられたポンプ側規制部３１を越えて延在する。言い換えると、ポンプ側規制部３１は、躯体側支持部２に常に対向する。
【００４６】
上記の構成により、中間支持装置１０において、躯体側支持部２の規制面２５１とポンプ側支持部３のポンプ側規制部３１の規制面３１１とは、上下方向（回転軸１０２の長手方向）においてスライド移動が許容される。一方、床体Ｆの上面、つまりポンプ井Ａの躯体に固定された躯体側支持部２の規制面２５１とポンプ側支持部３のポンプ側規制部３１の規制面３１１とが当接することにより、揚水管１０４は回転軸１０２の半径方向への移動が規制される。従って、立軸ポンプ装置Ｐはポンプ井Ａの開口Ａａから下方に向かって揚水管１０４が垂設された状態において、揚水管１０４が回転軸１０２の半径方向に移動しないように支持される。
【００４７】
図３に示すように、回転軸１０２の中心から、躯体側支持部２のポンプ側支持部３へ対向する箇所までの距離Ｌａは、回転軸１０２からポンプケーシング１０３側の外周面までの距離Ｌｂより長くなるように設定されている。
本実施形態では、距離Ｌａは、回転軸１０２の中心から躯体側支持部２の規制面２５１までの距離であり、規制面２５１の最小内径ともいえる。躯体側規制面２５１とポンプ側規制面３１１とが当接するように構成されている場合は、回転軸１０２の中心からポンプ側規制部３１の規制面３１１までの距離、即ち規制面３１１の最大外径と略等しくなる。
また、図３においては、距離Ｌｂは、立軸ポンプ装置Ｐを設置、取り外しするときに、ポンプケーシング１０３の下側に取り付けられた吸込管１０７の躯体側支持部２の規制面２５１間を通過する部分の外周面までの距離であり、吸込管１０７の最大外径ともいえる
本実施形態では、躯体側支持部２の規制面２５１は、円筒状部材５１ｂの内面の全周に亘って円環状に構成されているが、例えば、規制面２５１が複数の円弧状で形成されている場合には、規制面２５１のない部分を通過する部分の回転軸１０２からの距離は、距離Ｌａよりも長くてもよい。つまり、躯体側支持部２を通過してポンプケーシング１０３及び吸込管１０７を引き抜くことができる形状であればよい。
【００４８】
そして、例えばメンテナンスなどのために、揚水管１０４、ポンプケーシング１０３及び吸込管１０７をポンプ井Ａから引き抜く必要がある場合には、躯体側支持部２の躯体側支持部２とポンプ側支持具のポンプ側規制部３１とは、上下方向においてスライド移動が許容されているので、中間支持装置１０と干渉することなく、容易に立軸ポンプ装置Ｐを引き抜くことができる。また、回転軸１０２の中心からスライド移動する部分までの距離Ｌａが、回転軸１０２の中心からポンプケーシング１０３や吸込管１０７などの、中間支持装置１０より下の立軸ポンプ装置Ｐの外周面までの距離Ｌｂより長く設定されているので、立軸ポンプ装置Ｐを引き抜く際にポンプケーシング１０３及び吸込管１０７が躯体側支持部２に干渉することなく円滑に引き抜くことができる。なお、躯体側固定部４の中央開口４ａ及び接続部材５２の中央開口５２ａの回転軸１０２の中心からの距離Ｌｃ（図２参照）は、距離Ｌｂより長くなるように設定されている。つまり、最小内径は、ポンプケーシング１０３側の最大外径、即ち吸込管１０７の最大外径より大きい。
【００４９】
なお、ポンプ側支持部３の設置位置は、立軸ポンプ装置Ｐの固有振動数に関する振動モードに基づいて決定することが好ましい。
具体的には、立軸ポンプ装置Ｐは中間支持装置１０を備えない場合、上部の架台１０８に固定された部分を固定端（図８中「ポンプの設置位置」と記す。）、吸込管１０７側を自由端（図中「ポンプの下端位置」と記す。）として、振動を生じ一次振動（図８（ａ））、二次振動（図８（ｂ））、三次振動（図８（ｃ））、四次振動（図８（ｄ））などにより、振動の節及び腹の位置が異なる。そこで、立軸ポンプ装置Ｐの固有振動数と共振する際の振動モードを把握し、変位が最も大きい振動モードの腹の部分に近接するフランジ１０４ｃにポンプ側支持部３を設けることにより、立軸ポンプ装置Ｐを支持して、効果的に振動を抑制することができる。なお、本実施形態のように、フランジ１０４ｃにポンプ側支持部３を設ける場合など、必ずしも目的の振動モード（本実施形態では二次振動）の腹の部分と一致しないていないことがある。このように、振動の腹の位置がフランジ１０４ｃの位置と大きくずれる場合は、ポンプ側支持部３をフランジ１０４ｃに設けるのではなく、揚水管１０４の外周面であって振動の腹に対応する箇所に設けることが振動の抑制の観点でより好ましい。この場合、揚水管１０４のポンプ側支持部３の取り付け箇所に補強をすることが好ましい。
【００５０】
さらに、より高次のモードを考慮する場合には、躯体側支持部２は、揚水管１０４の振動の腹の数に応じて、揚水管１０４の高さ方向に適切な位置に複数備えることも可能である。
【００５１】
中間支持装置１０は、さらに、躯体側支持部２とポンプ側支持部３との相対位置を調整する位置調整機構を備えると好適である。
【００５２】
前記位置調整機構は、ポンプ側支持部３のポンプ側取付部３２をフランジ１０４ｃに取り付けるための孔部３２２を長孔に形成し、ポンプ側支持部３を回転軸１０２の中心に接近可能または前記中心から離間可能に構成することで実現できる。ポンプ側取付部３２の孔部３２２及びフランジ１０４ｃの孔部に亘ってボルト３２３及びナット３２４を締結して共締する際に、ポンプ側支持部３を回転軸１０２の中心に対して接近または離間するように移動させることにより、ポンプ側取付部３２は、規制面２５１に対して所定の位置となるように、フランジ１０４ｃに固定される。
上記構成により、躯体側支持部２とポンプ側支持部３との相対位置を調整することができ、立軸ポンプ装置Ｐの製造上の誤差を吸収することができる。ポンプ井Ａにおいて、躯体側支持部２とポンプ側支持部３とを適切な相対位置と調整することもでき、揚水管１０４の振動をより確実に抑制することができる。なお、ポンプ側規制部３１と躯体側支持部２との間には、僅かな隙間があるほうが、立軸ポンプ装置Ｐの設置及び取り外しの作業が容易になる。
【００５３】
［別実施形態］
以下に、中間支持装置１０の別実施形態について説明する。以下の説明では、上述した実施形態と異なる構成について詳述し、同様の構成については同一の符号を付して説明を簡略ないし省略する。
連接部５の全体として高さ方向の剛性を適切なものとするためには、上述した連接部５を構成する上側の円筒状部材５１ａの内面に補強材を備える構成とは異なる構成を採用することもできる。
【００５４】
例えば、連接部５を構成する円筒状部材５１は、躯体側固定部４側が躯体側支持部２側より、厚みが厚くなるように構成することができる。円筒状部材５１の厚みを、図９に示すように連接部５の高さ方向に応じて滑らかに変更する、または、図１０に示すように上側の円筒状部材の厚みを下側の円筒状部材の厚みより厚くするというように、所定の高さごとに厚みをかえた円筒状部材５１ａ，５１ｂ，５１ｃを高さ方向に連結することで、連接部５は高さ方向で上方の剛性が上がり高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。
【００５５】
また、図１１に示すように、連接部５を構成する円筒状部材５１のうち、躯体側支持部２から躯体側固定部４へいたる所定範囲、例えば円筒状部材５１の所定部分、例えば下側半分のみに、所定の開口、例えば、鉛直方向に延びる複数のスリット５４を形成する構成であってもよい。この例では１２本のスリット５４が上下方向に、下側半分の円筒状部材５１の周方向に等間隔となるように配設されている。前記開口は、円形、矩形などであってもよく、開口を形成した下側半分の円筒状部材５１の剛性を、上側半分の剛性に比べて下げることで、連接部５は高さ方向で上方の剛性が上がり高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。
【００５６】
連接部５は、円筒状部材５１で構成するに限らず、図１２に示すように、複数の鋼材５５ａを組み合わせた格子状部材５５で構成してもよい。例えば、鋼材として、一般構造用圧延鋼材またはステンレス鋼で形成された角管が例示できる。
この場合、格子状部材は、躯体側固定部４側が躯体側支持部２側より、構成部材の数が多くなるように構成することで、連接部５は高さ方向で上方の剛性が上がり高さ方向の剛性が適切に調整され、全体として必要な剛性が得られる。
なお鋼材は、角管に限らず、丸管であってもよく、さらに中空であっても中実であってもよい。材質も鉄系に限らず、樹脂であってもよい。格子状部材の位置に応じて、その断面係数が異なる鋼材を組み合わせてもよい。
立軸ポンプ装置Ｐの起動時の呼水は、ポンプ井Ａの開口Ａａに設置された中間支持装置１０の躯体側固定部４の中央開口４ａを介してポンプ井Ａ内に返送されるが、このように連接部５を格子状とすることで、前記呼水を速やかにポンプ井Ａ内に戻すことができる。
【００５７】
上述の実施形態において、図２に示すように、固定ベース１１２は、床体Ｆの開口Ａａの周囲の躯体内であって、架台１０８が固定される据付ベース１０９と離間した位置に、開口Ａａに同心状に埋設されて固定されている構成を例に説明したが、固定ベース１１２は、図１３に示すように、床体Ｆの開口Ａａの周囲の躯体のうち基礎面Ｆｂに打設した嵩上部Ｆａ内に埋設されて固定される構成であってもよい。また図１４に示すように、固定ベース１１２は床体Ｆの開口Ａａの周囲に埋設された複数の基礎ボルト１１４にナット１１５で躯体側固定部４とともに固定される構成であってもよい。この場合、床体Ｆのうち嵩上部Ｆａは固定ベース１１２の周囲に打設するように構成することができる。
なお、躯体側固定部４は嵩上部Ｆａに設けるより、基礎面Ｆｂに設けるほうが、中間支持装置１０の連結部５の長さを短くすることができ、よいものである。
【００５８】
さらに、躯体側固定部４は、固定ベース１１２を介して床体Ｆへと固定する構成に限らず、床体Ｆに直接ボルトなどで固定する構成であってもよい。この場合も、躯体側固定部４は床体Ｆの上であって、据付ベース１０９と離間した位置に固定される。
【００５９】
上記の実施形態において、円環状の躯体側支持部２を円筒状部材５１ｂの内面の全周に亘って設ける場合を例に説明したが、本発明による中間支持装置の躯体側支持部２の構成はこれに限られるものではない。例えば、一対の躯体側支持部２を立軸ポンプ装置Ｐの周方向に沿って設けてもよく、３つ以上の複数の躯体側支持部２を立軸ポンプ装置Ｐの周方向に沿って設けてもよい。また、周方向に沿って設けられた躯体側支持部２が、上下方向（軸方向）にずれていてもよい。なお、複数の躯体側支持部２を備える場合は、周方向に沿って同じ高さに設けることが、コストの削減及び良好な支持を兼ね備えた点で好ましい。
【００６０】
上述の実施形態において、中間支持装置１０の、特に連接部５が円筒状に構成される場合を例に説明したが、連接部５は、多角形状の筒状部材であってもよい。躯体側固定部４も同様である。
【００６１】
上記実施形態において、規制面２５１の上縁から上方へ向かうほど拡径するようにテーパー状に延びる上側案内面２５２と、規制面２５１の下縁から下方へ向かうほど拡径するようにテーパー状に延びる下側案内面２５３とを有する場合を例に説明したが、必ずしも上側案内面２５２及び下側案内面２５３を備えなくてもよい。例えば、上側案内面２５２のみを有したり、下側案内面２５３のみを有したりなど、上側案内面２５２及び下側案内面２５３のいずれか一方のみを有してもよいし、上側案内面２５２及び下側案内面２５３を有さず、規制面２５１のみを有してもよい。
なお、上記実施形態のように、上下にテーパー面を備えた構成が、立軸ポンプ装置Ｐの据付及び引き抜きの際に、立軸ポンプ装置Ｐが回転軸１０２の半径方向に振れたとしても、振れを吸収することができ、軸方向への移動を良好にガイドできる点で最も好ましい。
【００６２】
上記実施形態において、揚水管１０４を複数の直管部材１０４ａ及び中間軸受管部材１０４ｂを、フランジ１０４ｃを介して接続することにより構成する場合を例に説明したが、一体ものの直管部材で揚水管１０４を構成してもよい。この場合、別体で構成されたポンプ側支持部３を例えば溶接などにより、揚水管１０４に取り付けてもよい。また、予め、揚水管１０４と一体にポンプ側支持部３を鋳物などで形成しておいてもよい。
【００６３】
上記実施形態において、ポンプ側規制部３１は、１つのポンプ側取付部３２の周方向に１８０°離れた位置に一対設ける場合で説明したが、１２０°離れた位置に３箇所など、角度や数は適宜変更可能である。
上記実施形態において、ポンプ側規制面３１１は、１つのポンプ側規制部３１の周方向に９０°離れた位置に一対設ける場合で説明したが、９０°に亘る１つのポンプ側規制面３１１や、４５°毎に３箇所など、角度や数は適宜変更可能である。
なお、９０°離れた位置に設けると、径方向の変位を均一に支持することができるとともに、ポンプ側規制面３１１の数を減らすことができるより良い形態である。
【００６４】
上記実施形態において、中間支持装置１０は、一般構造用圧延鋼材やステンレス鋼で説明したが、十分な強度と剛性が得られればよく、ねずみ鋳鉄などの鋳物や、樹脂や、カーボン繊維強化樹脂など、どのような材質であってもよい。
【００６５】
上記実施形態において、立軸ポンプ装置Ｐは、吐出管１０５、揚水管１０４、ポンプケーシング１０３を別体で説明しているが、全て一体や、揚水管１０４とポンプケーシング１０３が一体となるような構成であってもよく、立軸ポンプ装置Ｐとしての機能を満足すれば、どのような構成であってもよい。
【００６６】
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。
【符号の説明】
【００６７】
２        躯体側支持部
３        ポンプ側支持部
４        躯体側固定部
５        連接部
５１      円筒状部材
５３      溝形鋼（補強材）
５４      スリット（開口）
５５      格子状部材
５５ａ    鋼材（構成部材）
１０      中間支持装置
１０１    羽根車
１０３    ポンプケーシング
１０４    揚水管
１０５    吐出管
１０９    据付ベース
Ａ        ポンプ井
Ａａ      開口
Ｆ        床体
Ｌａ      距離
Ｌｂ      距離
Ｍ        原動機
Ｐ        立軸ポンプ装置
【図１】
2015158133.tif 000003
【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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【図１０】
2015158133.tif 000012
【図１１】
2015158133.tif 000013
【図１２】
2015158133.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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