(57)【要約】      （修正有）【課題】共振現象に対して、低コストおよび短時間で対応可能な立軸ポンプを提供する。【解決手段】基礎床より下方に設置される羽根車と、基礎床より上方に設置されるモータと、水平面を形成するように基礎床上に設置されるレべリング材１１と、レべリング材上に設置され、モータを支持する支持構造と、レべリング材を基礎床に押し付け固定するように締結部材により基礎床に固定される押し付け手段と、を備える立軸ポンプ。【選択図】図１
2017218982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎床より下方に設置される羽根車と、
前記基礎床より上方に設置されるモータと、
水平面を形成するように前記基礎床上に設置されるレべリング材と、
前記レべリング材上に設置され、前記モータを支持する支持構造と、
前記レべリング材を前記基礎床に押し付け固定するように締結部材により前記基礎床に固定される押し付け手段と、
を備える立軸ポンプ。
【請求項２】
前記押し付け手段は、前記レべリング材の部分を跨るように配置される一対または複数対の板状部材を含んでおり、各板状部材の長さ方向両端部には、前記締結部材が挿通される挿通孔が形成されている、請求項１に記載の立軸ポンプ。
【請求項３】
前記押し付け手段は、一対または複数の対の板状部材を含んでおり、各板状部材は、第１フランジ部および第２フランジ部を備える実質的にＺ形の断面を有する部材であり、前記第１フランジ部および第２フランジ部の一方が、前記締結部材が挿通される挿通孔を備えており、他方が、前記レべリング材に接合される接合面を備えている、請求項１に記載の立軸ポンプ。
【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５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５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、モータ６を基礎床２に対して支持する支持構造と、を備えている。図５の例では、支持構造は、モータ台７とモータ台７の下方に配置される軸受台８とにより構成される。ポンプケーシング４は、基礎床２より下方に設置され、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５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】
また、立軸ポンプ１は、モータ６を支持する支持構造と基礎床２との間に配置される、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レべリング材（換言すれば、ベース）１１を備えている。図６はレべリング材１１の平面図である。図６の例ではレべリング材１１は矩形の外形形状を有するが、例えば、円形等、他の外形形状を有するレべリング材１１も使用され得る。尚、図６中、１２は、レべリング材１１を基礎床２に取り付けるための取り付け部材が挿入される取り付け孔である。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１６−００５１９３
【０００６】
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。
【０００７】
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、図５に示すモータ台７等の支持構造を設計変更することによって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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一実施形態は、共振現象の発生に対して、低コストおよび短時間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】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、基礎床より下方に設置される羽根車と、基礎床より上方に設置されるモータと、水平面を形成するように基礎床上に設置されるレべリング材と、レべリング材上に設置され、モータを支持する支持構造と、レべリング材を基礎床に押し付け固定するように締結部材により基礎床に固定される押し付け手段と、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、レべリング材を基礎床に押し付け固定するように締結部材により基礎床に固定される押し付け手段を備えている。従って、押し付け手段によりレべリング材を基礎床に押し付け固定することによってレべリング材の剛性を変化させ、その結果として立軸ポンプの固有振動数を変化させることができる。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。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、押し付け手段は、レべリング材の部分を跨るように配置される一対または複数対の板状部材を含んでおり、各板状部材の長さ方向両端部には、締結部材が挿通される挿通孔が形成されている。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、押し付け手段は、一対または複数の対の板状部材を含んでおり、各板状部材は、第１フランジ部および第２フランジ部を備える実質的にＺ形の断面を有する部材であり、第１フランジ部および第２フランジ部の一方が、締結部材が挿通される挿通孔を備えており、他方が、レべリング材に接合される接合面を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、共振現象の発生に対して、低コストおよび短時間で対応可能な立軸ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態において使用される押し付け手段の例を示す平面図である。
【図２】図１の矢印Ａに沿う矢視図である。
【図３】本発明の第二実施形態において使用される押し付け手段の例を示す平面図である。
【図４】図３の矢印Ｂに沿う矢視図である。
【図５】従来の立軸ポンプの全体概要を示す図である。
【図６】従来のレべリング材の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態を説明する。本発明の各実施形態は、例えば、図５に示すような、基礎床２より下方に設置される羽根車と、基礎床２より上方に設置されるモータ６と、水平面を形成するように基礎床上に設置されるレべリング材１１と、レべリング材１１上に設置され、モータ６を支持する支持構造７、８と、を備える立軸ポンプ１に適用することができる。しかし、支持構造の例は、図５に示すものに限られない。本発明の実施形態による立軸ポンプは、従来のレべリング材１１を基礎床２に押し付け固定するように、締結部材を用いて基礎床２に固定される押し付け手段を備えることに特徴がある。従って、以下の説明では、押し付け手段の構成のみ説明し、立軸ポンプの他の構成要素については詳しい説明を省略する。
［第一実施形態］
【００１５】
図１は、本発明の第一実施形態において使用される押し付け手段の例を示す平面図である。本実施形態では、押し付け手段は、複数の対（図１の例では２対）の板状部材２０を備えており、各対が、矩形の外形形状を有するレべリング材１１の互いに対向する隅部（換言すれば、レべリング材１１の矩形の対角線上の位置）に取り付けられている。各板状部材２０の長さ方向両端部には、板状部材２０を基礎床２に固定する締結部材２２が挿通される挿通孔２１が形成されている。図１は、既に締結部材２２が挿通された状態を示しており、図２は、図１の矢印Ａに沿う矢視図である。図２に示すように、締結部材２２は、基礎床２に形成された締結部材２２用のネジ穴２３に螺合される。尚、従来技術と同様に、レべリング材１１の取り付け孔１２には、レべリング材１１を基礎床２に取り付けるための取り付け部材１３が挿通される。
【００１６】
図１および図２に示すように、レべリング材１１の隅部を跨るように板状部材２０を配置し、その長手方向端部を基礎床２に締め付け固定することにより、レべリング材１１が基礎床２に強く押し付けられる。これにより、レべリング材１１の剛性を変化させることができ、その結果として立軸ポンプの固有振動数を変化させることができる。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。従って、従来技術における、例えばモータ台７の設計変更等の際に必要とされた立軸ポンプ１の分解及び再組立や解析作業が不要になる。従って、従来技術と比較して、著しく低コスト且つ短時間で立軸ポンプの共振現象を抑制する手段を提供することができる。
【００１７】
また、レべリング材１１は、基礎床２に隣接して配置される構成要素であるため、レべリング材１１の剛性を変化させることは、モータ台７等、立軸ポンプ１の上部に配置される構成要素の剛性を変化させる場合に比較して、共振抑制効果が高い。従って、本実施形態によれば、簡易な構成で共振現象を効率的に抑制することができる。
【００１８】
押し付け手段の効果を確認するため、９５０ｍｍｘ９５０ｍｍの平面寸法及び４０ｍｍの厚さを有するレべリング材に対して上記実施形態の板状部材を使用して実験を行った。具体的には、４５０ｍｍｘ５０ｍｍの平面寸法を有する板状部材を４枚用意し、これらを図１に示す配置と同じ配置で、レべリング材の各頂点から両側の辺に沿って１７０ｍｍの位置に取り付けた。押し付け手段を取り付ける前と、押し付け手段を取り付けた後で、以下に示す結果が得られた。
測定方向        取り付け前          取り付け後
Ｘ軸方向        ３５．６Ｈｚ        ４１．６Ｈｚ
Ｙ軸方向        ３０．９Ｈｚ        ３６．８Ｈｚ
【００１９】
Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれの場合でも、レべリング材の固有振動数に約６Ｈｚ程度の変化が見られた。一般に、共振現象が生じた場合、立軸ポンプの固有振動数を少なくとも２Ｈｚを超えて増減させることが必要となる。従って、押し付け手段が、十分な共振抑制効果を有することが分かる。
【００２０】
尚、図１の例では、レべリング材１１は矩形の外形形状を有しているが、レべリング材１１の外形形状は矩形に限られない。
【００２１】
また、図１の例では、２対の板状部材２０が使用されているが、板状部材２０は、レべリング材１１における互いに対向する位置に少なくとも１対が配置されていればよい。
［第二実施形態］
【００２２】
図３は、本発明の第二実施形態において使用される押し付け手段の例を示す平面図であり、図４は、図３の矢印Ｂに沿った矢視図である。第二実施形態では、一例として、円形の外形形状を有するレべリング材３１が示されている。従来技術と同様に、レべリング材３１は、取り付け孔３２に挿通される取り付け部材３３によって基礎床２に取り付けられる。
【００２３】
第一実施形態と同様に、第二実施形態の押し付け手段は、複数の対（図３の例では２対）の板状部材４０を備えている。図４に示されるように、各板状部材４０は、第１フランジ部４１および第２フランジ部４２を備える実質的にＺ形の断面を有する部材である。第１フランジ部４１が、板状部材４０を基礎床２に固定する締結部材４３が挿通される挿通孔４４を備えており、第２フランジ部４２が、レべリング材３１に接合される接合面４５を備えている。また、締結部材４３は、基礎床２に形成された締結部材４３用のネジ穴２３に螺合される。尚、本実施形態では、便宜上、２つのフランジ部４１、４２のうち締結部材４３が挿通される挿通孔４４を備えるフランジ部４１を第１フランジ部、レべリング材３１に接合される接合面４５を備えるフランジ部４２を第２フランジ部と称しているが、これは、本実施形態を限定することを意図しない。
【００２４】
第二実施形態では、一方のフランジ部４１の接合面４５をレべリング材３１に接合し、他方のフランジ部４２を締結部材４３で基礎床２に締め付け固定することにより、レべリング材３１が基礎床２に強く押し付けられる。尚、接合面４５は、接合強度の観点から、溶接によってレべリング材３１に固定されることが好ましい。これにより、第一実施形態と同様に、レべリング材３１の剛性を変化させることができ、その結果として立軸ポンプの固有振動数を変化させることができる。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。従って、従来技術における、例えばモータ台７の設計変更等の際に必要とされた立軸ポンプ１の分解及び再組立や解析作業が不要になる。従って、従来技術と比較して、著しく低コスト且つ短時間で立軸ポンプの共振現象を抑制する手段を提供することができる。
【００２５】
また、レべリング材３１は、基礎床２に隣接して配置される構成要素であるため、レべリング材３１の剛性を変化させることは、モータ台７等、立軸ポンプ１の上部の剛性を変化させる場合に比較して、共振抑制効果が高い。従って、本実施形態によれば、簡易な構成で共振現象を効率的に抑制することができる。
【００２６】
尚、第二実施形態の押し付け手段は、図３に示すような円形の外形形状を有するレべリング材３１に容易に取り付けることができる点で有利である。しかし、第二実施形態で使用されるレべリング材３１の外形形状は、円形に限られない。
【００２７】
このように、本発明の各実施形態によれば、立軸ポンプの設置後に共振現象が発生した場合でも、立軸ポンプの分解・再組立、及び、設計変更のための解析作業を行う必要がない。従って、従来技術と比較して、著しく低コスト且つ短時間で立軸ポンプの共振現象を抑制する手段を提供することができる。
【００２８】
尚、本発明の第１実施形態と第２実施形態とは適宜組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、レべリング材を備える立軸ポンプに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
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
８…軸受台
９…カップリング
１０…曲管部分
１１…レべリング材
１２…取り付け孔
１３…取り付け部材
２０…板状部材
２１…挿通孔
２２…締結部材
２３…ネジ穴
３１…レべリング材
３２…取り付け孔
３３…取り付け部材
４０…板状部材
４１…第１フランジ部
４２…第２フランジ部
４３…締結部材
４４…挿通孔
４５…接合面
【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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