(57)【要約】【課題】振動を効果的に防止することができ、ケーシングの熱膨張を拘束せず、かつ簡易な構造で吸水槽に立軸ポンプを設置可能な防振装置を提供する。【解決手段】立軸ポンプ１の防振装置２は、吸水槽３の底床３２に設置された吸振コーン２１に固定された軸受機構２３と、立軸ポンプ１の吸込ベル１１ｄの内面から突出するリブ２６に固定された芯棒部材２２とを備える。軸受機構２３に芯棒部材２２が挿入されている。軸受機構２３は芯棒部材２２の水平方向の相対変位を拘束するが、鉛直方向の相対変位を許容する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの上端側がポンプ設置床に固定され、前記ケーシングの下端側が吸水槽の底床に対向して配置された立軸ポンプ用の防振装置であって、
前記立軸ポンプのケーシングの下端部と前記吸水槽の底床のいずれか一方に固定され、鉛直方向に延びる芯棒部材と、
前記立軸ポンプのケーシングの下端部と前記吸水槽の底床のうちの他方に固定され、前記芯棒部材が挿入され、かつ前記芯棒部材の水平方向の相対変位を拘束するが鉛直方向の相対変位を許容する軸受機構と
を備えることを特徴とする、立軸ポンプの防振装置。
【請求項２】
前記軸受機構は、前記芯棒部材が挿入される開口端を備える金属製の筒状シェルと、この筒状シェルの内周面に設けられた弾性体層とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の立軸ポンプの防振装置。
【請求項３】
前記芯棒部材は前記吸水槽の底床に設置された吸振コーンに固定され、前記軸受機構は前記ケーシングの下端部の内面から突出するリブに固定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の立軸ポンプの防振装置。
【請求項４】
前記芯棒部材は前記ケーシングの下端部の内面から突出するリブに固定され、前記軸受機構は前記吸水槽の底床に設置された防振コーンに固定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の立軸ポンプの防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立軸ポンプの防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸水槽内に設置される立軸ポンプは、ケーシングの上端側が吸水槽のポンプ設置床に固定され、ケーシングの下端側が吸水槽の底床に対向して配置される。換言すれは゛、この種の立軸ポンプは片持はりのような状態で支持されており、運転時に発生する振動の水平方向（立軸ポンプのシャフトに対して直交する方向）の振幅はケーシングの下端付近で最も大きくなる。
【０００３】
例えば、予め始動しておいて雨水が吸水槽に流入するのと同時に排水を開始し、かつ吸水槽内の水位が変動しても運転状態を維持することができる先行待機型の立軸ポンプでは、空気中で羽根車が空転する運転状態（気中運転）があり、この気中運転時に振動が発生する。また、先行待機型の立軸ポンプには、空気が混合した水を排水する運転状態（気水混合排水運転）となるものがあり、この気水混合排水運転時にも振動が発生する。
【０００４】
従来、立軸ポンプの振動低減に関し、ケーシングの外周を吸水槽の側壁に対して固定することで、振動を低減することが知られている。また、特許文献１及び特許文献２には、ケーシングの下端を吸水槽の底床に対して固定して振動を低減することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４７３８３号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１１−１５９４９１号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ケーシングの外周を吸水槽の側壁に固定すると、立軸ポンプの吸水槽に対する立軸ポンプの据付構造が複雑となる。また、ケーシングと吸水槽の側壁との間隔が広い場合には、ケーシングの支持のみのために中間床を形成する必要があり、吸水槽の構造が複雑となる。
【０００７】
特許文献１，２に記載のもののようにケーシングの下端を吸水層の底床に対して固定すると、ケーシングの水平方向の変位を拘束するのみでなく、鉛直方向の変位も拘束することになる。立軸ポンプの運転時、特にエアロック運転時（ケーシング内のインペラより下方の領域に空気だまりが形成され、上方の領域には水柱が形成される運転状態）には、ポンプ内部で発生する熱でケーシングがシャフト方向に熱膨張する。従って、ケーシングの鉛直方向の変位が拘束されていると、ケーシングに大きな熱応力が作用する。
【０００８】
そこで、本発明は、立軸ポンプの振動を効果的に防止することができ、ケーシングの熱膨張を拘束せず、かつ簡易な構造で設置可能な立軸ポンプの防振装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、ケーシングの上端側がポンプ設置床に固定され、前記ケーシングの下端側が吸水槽の底床に対向して配置された立軸ポンプ用の防振装置であって、前記立軸ポンプのケーシングの下端部と前記吸水槽の底床のいずれか一方に固定され、鉛直方向に延びる芯棒部材と、前記立軸ポンプのケーシングの下端部と前記吸水槽の底床のうちの他方に固定され、前記芯棒部材が挿入され、かつ前記芯棒部材の水平方向の相対変位を拘束するが鉛直方向の相対変位を許容する軸受機構とを備えることを特徴とする、立軸ポンプの防振装置を提供する。
【００１０】
本発明の立軸ポンプの防振装置では、軸受機構に対する芯棒部材の水平方向の相対変位を拘束することにより、運転時に発生する振動の水平方向の振幅が最大となるケーシングの下端部の水平方向の変位を拘束する。また、ケーシングの上端側が固定され、ケーシングの下端側が防振装置により吸水槽の底床に連結される。従って、立軸ポンプはいわば両端支持ばりの状態で支持されて固有振動数が高くなるので、運転時におけるシャフトの回転数で共振現象が発生するのを防止することができる。このように本発明の立軸ポンプでは、ケーシング下端部の水平方向の変位を拘束することと，立軸ポンプを両端支持はりの状態で支持することとにより、高い防振効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の防振装置の芯棒部材と軸受機構は、それぞれケーシングの下端部又は吸水槽の底床に対して固定される。換言すれば、本発明の防振装置は立軸ポンプのケーシングの下端部を吸水槽の底床に連結する。従って、吸水槽の側壁からの距離に関係なく立軸ポンプを簡易な構造で設置することができる。例えば、吸水槽の側壁から立軸ポンプまでの距離が離れている場合でも、吸水槽内に中間床のような構造を設ける必要がない。
【００１２】
さらに、軸受機構に対する芯棒部材の鉛直方向の相対変位は許容されるので、立軸ポンプの運転時に生じるケーシングの鉛直方向の熱膨張が吸収され、ケーシングに作用する鉛直方向の熱応力が緩和される。
【００１３】
具体的には、前記軸受機構は、前記芯棒部材が挿入される開口端を備える金属製の筒状シェルと、この筒状シェルの内周面に設けられた弾性体層とを備える。
【００１４】
さらに具体的には、前記芯棒部材は前記吸水槽の底床に設置された吸振コーンに固定され、前記軸受機構は前記ケーシングの下端部の内面から突出するリブに固定されている。
【００１５】
あるいは、前記芯棒部材は前記ケーシングの下端部の内面から突出するリブに固定され、前記軸受機構は前記吸水槽の底床に設置された防振コーンに固定されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る防振装置２を備える立軸ポンプ１は、吸水槽３に設置されている。立軸ポンプ１は図示しない流入側管路から排水ポンプ場の吸水槽３内に流入する雨水等の水を下流側に排水するためのものであり、鉛直方向に延びるケーシング１１を備えている。ケーシング１１は、直管状の揚水管１１ａを備え、揚水管１１ａの下端側には吐出ボウル１１ｂ、ケーシングライナ１１ｃ、及び吸込ベル１１ｄが順に連結されている。一方、揚水管１１ａの上端側には、中間ケーシング１１ｅ，１１ｆ，１１ｇと、鉛直方向から水平方向に湾曲した吐出エルボ１１ｈとが順に連結されている。吐出エルボ１１ｈには吐出管１２が連結されている。
【００１８】
吐出ボウル１１ｂ及びケーシングライナ１１ｃの内部にはインペラ１３が配設されている。このインペラ１３が下端側に固定されているシャフト１４は、鉛直方向に延びて吐出エルボ１１ｈからケーシング１１の外部に突出している。シャフト１４は吐出ボウル１１ｂ、ケーシングライナ１１ｃ、及び中間ケーシング１１ｅに対してそれぞれリブ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを介して固定されたラジアル軸受１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、ケーシング１１の外部に配設されたスラスト軸受１７とにより、それ自体の軸線Ｌ回りに回転自在に支持されている。シャフト１４の上端側は軸継手１８を介して図示しないモータの出力軸に連結されている。
【００１９】
中間エルボ１１ｇにはフランジ１１ｉが設けられている。このフランジ１１ｉは吸水槽３の上部に設けられたポンプ設置床３１にボルトで固定されており、それによって立軸ポンプ１のケーシング１１の上端側が吸水槽３に固定されている。
【００２０】
一方、立軸ポンプ１のケーシング１１の下端側にあたる吸込ベル１１ｄは防振装置２により吸水槽３の底床３２に連結されている。以下、図２を参照して本実施形態の防振装置２を説明する。本実施形態では、防振装置２は、吸水槽３の底床３２側の吸振コーン２１及び芯棒部材２２と、吸込ベル１１ｄ側の軸受機構２３とを備えている。
【００２１】
吸振コーン２１は下端から上端に向けて縮径する金属製の中空円錐体であり、その下端部がボルトにより吸水槽３の底床３２に固定されている。また、吸振コーン２１の上端には鉛直方向に延びる差込孔２１ａが設けられている。さらに、吸振コーン２１の内部には両端開口の支持筒体２１ｂが配設されており、この支持筒体２１ｂはリブ２１ｃを介して吸振コーン２１に固定されている。
【００２２】
芯棒部材２２は全体として細長い円柱状であり、立軸ポンプ１のシャフト１４の軸線Ｌと同軸に鉛直方向に延びるように吸振コーン２１に固定されている。芯棒部材２２は軸方向の中央よりもやや上端よりに他の部分よりも半径を拡大させたつば部２２ａを備えている。また、吸振コーン２１から突出する芯棒部材２２の上端側には、最上端にむけて縮径する円錐状部２２ｂが形成されている。一方、芯棒部材２２の下端側には雄ねじ部２２ｃが形成されている。芯棒部材２２はつば部２２ａよりも下端側が差込孔２１ａを介して吸振コーン２１の内部に挿入されている。芯棒部材２２の雄ねじ部２２ｃはさらに支持筒体２１ｂを貫通して延びている。雄ねじ部２２ｃには雌ねじ部２４ａを備える締付部材２４（例えばボルト）が螺合されている。締付部材２４を締め込むと、締付部材２４の上面が支持筒体２１ｂの下面に押圧されると共に、つば部２２ａの下面が吸振コーン２１の上端面に押圧されるので、吸振コーン２１に対して芯棒部材２２が固定される。
【００２３】
吸振コーン２１の内部には注入孔２１ｄから注入されたコンクリート２５が充填され、それによって吸振コーン２１に対して芯棒部材２２をより強固に固定している。ただし、コンクリート２５を充填せずに吸振コーン２１の内部を空洞としてもよい。
【００２４】
図２及び図３を参照すると、吸込ベル１１ｄの内壁から４個のリブ２６が突出し、これらのリブ２６に一例としてカットレスベアリングからなる軸受機構２３が固定されている。軸受機構２３は、下端側が開口端２７ａで上端側が閉鎖端２７ｂの金属製の筒状シェル２７と、この筒状シェル２７の側壁の内周に設けられた所定の厚さの弾性体層２８とを備えている。弾性体層２８は例えばゴムからなるが、振動吸収性と耐水性に優れた材料であればよい。軸受機構２３は立軸ポンプ１のシャフト１４の軸線Ｌと同軸に配置されている。
【００２５】
軸受機構２３内に芯棒部材２２の上端側が挿入されている。詳細には、筒状シェル２７内に挿入されている芯棒部材２２の側部外周は弾性体層２８に密接している。従って、芯棒部材２２と軸受機構２３との間では水平方向の相対変位が互いに拘束されている。一方、芯棒部材２２の先端部２２ｄと筒状シェル２７の閉鎖端２７ｂとの間には隙間Ｓが設けられている。従って、芯棒部材２２と軸受機構２３との間では、この隙間Ｓの範囲で鉛直方向に相対変位が可能である。
【００２６】
仮に防振装置２を設けないとすると、すなわち単にケーシング１１の上端側が吸水槽３のポンプ設置床３１に対して固定されているだけであるとすると、立軸ポンプ１の運転時に発生する振動の水平方向の振幅は吸込ベル１１ｄの下端（ケーシング１１の下端）で最大となる。しかし、本実施形態では、吸込ベル１１ｄに固定された軸受機構２３に底床３２に固定された芯棒部材２２が挿入され、軸受機構２３の芯棒部材２２に対する水平方向の相対変位が拘束されているので、吸込ベル１１ｄの下端側の水平方向の変位が拘束される。このように本実施形態では、運転時に発生する振動の水平方向の振幅が最大となる吸込ベル１１ｄの下端部の変位を拘束することで、高い防振効果が得られる。
【００２７】
また、立軸ポンプ１のケーシング１１は上端側がポンプ設置床３１に固定され、下端側の吸込ベル１１ｄが防振装置２により底床３２に連結されており、いわば両端支持ばりの状態で支持されている。従って、立軸ポンプ１の固有振動数が高くなるので運転時におけるシャフト４の回転数で共振現象が発生するのを防止することができ、この点でも高い防振効果が得られる。
【００２８】
さらに、本実施形態の防振装置２は、ケーシング１１の下端側の吸込ベル１１ｄを吸水槽３の底床３２に連結するものであるので、吸水槽３の側壁からの距離に関係なく立軸ポンプ１を簡易な構造で設置することができる。例えば、吸水槽３の側壁から立軸ポンプ１まで距離が離れていても、吸水槽３内に中間床のような構造を設ける必要がない。
【００２９】
さらにまた、隙間Ｓを設けたことにより、吸込ベル１１ｄ側の軸受機構２３が底床３２側の芯棒部材２２に対して鉛直方向の相対変位が可能であるので、立軸ポンプ１の運転時に発生する熱によるケーシング１１の延びが妨げられない。換言すれば、ケーシング１１の鉛直方向の熱膨張が吸収され、ケーシング１１に作用する熱応力が緩和される。
【００３０】
（第２実施形態）
図４に示す本発明の第２実施形態は、芯棒部材２２が吸込ベル１１ｄ側に固定され、軸受機構２３が底床３２側に固定されている点が第１実施形態と相違する。
【００３１】
芯棒部材２２は吸込ベル１１ｄの内面から突出するリブ２９により固定されている。一方、吸振コーン２１の上端部には、第１実施形態と同様に筒状シェル２７と弾性体層２８とを備える軸受機構２３が固定されており、筒状シェル２７は上端側が開口端２７ａで下端側が閉鎖端２７ｂとなっている。芯棒部材２２の側部外周は弾性体層２８に密接しているが、芯棒部材２２の先端部と筒状シェル２７の閉鎖端２７ｂとの間には隙間Ｓが設けられている。
【００３２】
運転時に発生する振動の水平方向の振幅が最も大きい吸込ベル１１ｄの下端側は、芯棒部材２２と軸受機構２３を備える防振装置２により水平方向の変位が拘束される。また、ケーシング１１は、ポンプ設置床３１と底床３２とに対して両端支持ばりの状態で支持されるので固有振動数が高められている。これらの点から高い振動防止効果が得られる。
【００３３】
さらに、防振装置２は立軸ポンプ１のケーシング１１を吸水槽３の側壁ではなく底床３２に連結するものであるので、吸水槽３の側壁からの距離に関係なく立軸ポンプ１を簡易な構造で設置することができる。
【００３４】
さらにまた、隙間Ｓを設けたことにより、吸込ベル１１ｄ側の芯棒部材２２が底床３２側の軸受機構２３に対して鉛直方向の相対変位が可能であるので、ケーシング１１の鉛直方向の熱膨張が吸収され、ケーシング１１に作用する鉛直方向の熱応力が緩和される。
【００３５】
第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、軸受機構の筒状シェルは両端が開口していてもよい。また、前記実施形態では、吸振コーンを介して芯棒部材や軸受機構を底床に固定しているが、他の機構を介して又は直接的に芯棒部材や軸受機構を底床に対して固定してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の防振装置では、立軸ポンプのケーシングの下端部と吸水槽の底床のいずれか一方に芯棒部材を固定し、他方に軸受機構を固定して、軸受機構に対する芯棒部材の水平方向の相対変位を拘束するので、高い防振効果を得ることができる。また、吸水槽の側壁からの距離に関係なく立軸ポンプを吸水槽に据付けることができ、かつ立軸ポンプのケーシングに作用する熱応力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施形態にかかる防振装置を備える立軸ポンプを示す断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる防振装置を備える立軸ポンプの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１  立軸ポンプ
２  防振装置
３  吸水槽
１１  ケーシング
１１ａ  揚水管
１１ｂ  吐出ボウル
１１ｃ  ケーシングライナ
１１ｄ  吸込ベル
１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ  中間ケーシング
１１ｈ  吐出エルボ
１１ｉ  フランジ
１２  吐出管
１３  インペラ
１４  シャフト
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ  リブ
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ  ラジアル軸受
１７  スラスト軸受
１８  軸継手
２１  吸振コーン
２１ａ  差込孔
２１ｂ  支持筒体
２１ｃ  リブ
２１ｄ  注入孔
２２  芯棒部材
２２ａ  つば部
２２ｂ  円錐状部
２２ｃ  雄ねじ部
２２ｄ  先端部
２３  軸受機構
２４  締付部材
２４ａ  雌ねじ部
２５  コンクリート
２６  リブ
２７  筒状シェル
２７ａ  開口端
２７ｂ  閉鎖端
２８  弾性体層
２９  リブ
３１  ポンプ設置床
３２  底床
Ｌ  軸線
Ｓ  隙間
【図１】
2004245141.tif 000003
【図２】
2004245141.tif 000004
【図３】
2004245141.tif 000005
【図４】
2004245141.tif 000006