(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ポンプのケーシングを施工するに際し、ポンプ軸心を横断するように配置した施工台車の軸受シャフトに前記回転ポンプの通し軸芯に沿って張り渡したピアノ線を通し、このピアノ線に前記回転ポンプの設計撓みに相当する撓み量を発生させる張力を付加し、前記施工台車の位置決め手段により前記ピアノ線が前記軸受シャフトの中心となるように調整して前記回転ポンプの通し線に対する芯出しを行い、前記施工台車を一対のアームで内側に挟んで軸芯を中心として回転可能とされ先端に山形の倣いこてを設けた旋回アームを前記台車の下部のケーシング溝に沿って枠組みした作業台フレームの内部から旋回させることにより前記ケーシング内面の打設面を旋回円弧にしたがって倣し施工し、この作業を前記施工台車により前記旋回アームをポンプの通し軸芯に沿って位置移動させながら順次行なうことを特徴とする回転ポンプ用ケーシングの施工方法。
【請求項２】
回転ポンプのケーシングを施工する施工装置であって、回転ポンプの通し軸芯に沿って位置移動可能とされている施工台車を有し、当該台車には前記台車を一対のアームで内側に挟んで前記回転ポンプの通し軸芯を中心として回転可能とされた施工具と、旋回動作する前記旋工具の内側であって、前記台車の下部にケーシング溝に沿って枠組みした作業台フレームを有し、前記施工具は旋回アームとその先端に設けた倣いこてを有して前記ケーシング内面の打設面を旋回円弧にしたがって前記作業台フレームの内部から倣し施工可能とし、この施工具の回転中心を前記回転ポンプ通し軸芯に合わせて前記台車を固定する位置調整具を前記台車に備えたことを特徴とする回転ポンプ用ケーシングの施工装置。
【請求項３】
前記倣いこてを備えた旋回アームは長さを調整可能としたことを特徴とする請求項２に記載の回転ポンプ用ケーシングの施工装置。
【請求項４】
前記旋回アームには倣いこての反対側にカウンターウェイトを取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の回転ポンプ用ケーシングの施工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転ポンプ用ケーシングの施工方法および施工装置に係り、特に雨水ポンプ場、汚水ポンプ場、農業用水の揚水ポンプ場に用いられるスパイラスポンプのケーシングを施工するのに好適な回転ポンプ用ケーシングの施工方法、施工位置芯出方法および施工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
雨水ポンプ場、汚水ポンプ場、農業用水の揚水ポンプ場に用いられるスパイラスポンプのケーシングは、コンクリート躯体に半円筒状の溝をモルタル等で仕上げすることにより形成されている。このようなポンプケーシングに対しては、スパイラル羽根の半部が埋まるように据え付けることによってポンプ場が構成される。この種のスパイラル羽根本体は、羽根軸長が２０ｍ程度に達するもので直径３ｍ程度となり、傾斜角が３０度ほどに設定されるため、ポンプケーシングも所定の傾斜角をもって構築され、ポンプ羽根の外縁との隙間が５〜１０ｍｍ程度となるように高精度でモルタル仕上げする必要がある。
【０００３】
従来のスパイラルポンプ用のケーシングの作成は、まず、粗仕上げしたコンクリート躯体にスパイラル羽根本体を取り付け後、上下部の部品を取りつけるようにしており、この羽根本体の設定の後にモルタル仕上げ作業に入るようになっている。
【０００４】
従来のケーシング作成方法は、スパイラル羽根本体に丸棒、フラットバーなどのこてを取りつけて、スパイラル羽根本体に減速機、モータを取り付け、スパイラル羽根本体を回転させてモルタル仕上げする方法が一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、精度よくケーシングを作成できるものの、スパイラル羽根本体を回転させる本設の減速機および回転数を合わせる仮設の減速機やモータが必要となり、したがって工期が長くなってしまう欠点があった。また、モルタル仕上げ材等での作業は、足場の確保が困難であるばかりか、スパイラル羽根本体の据え付け後の作業であるため、羽根本体を回転させながら仕上げを手作業で行なわなければならなかった。更に、ポンプ場におけるスパイラル羽根本体は全長がほぼ２０ｍ近くあり、直径も約３ｍに達しているとともに、重量も２０トンにも達ししている。このようなスパイラル羽根本体を据え付けた場合には、軸撓みが生じてしまうため、一定の隙間を確保してケーシングを施工するには、羽根本体の据え付け後に行なう以外には方法がなかった。
このような事情はスパイラルポンプに限らず、回転ポンプのケーシングを仕上げする構造のものに共通の問題である。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、ポンプケーシング用のコンクリート躯体の出来具合の如何に拘わらず、回転ポンプの通し軸芯に簡単に芯出調整ができ、簡単に精度よくケーシング表面の仕上げ施工ができる方法、施工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
回転ポンプのケーシングを施工するに際し、ポンプ軸心を横断するように配置した施工台車の軸受シャフトに前記回転ポンプの通し軸芯に沿って張り渡したピアノ線を通し、このピアノ線に前記回転ポンプの設計撓みに相当する撓み量を発生させる張力を付加し、前記施工台車の位置決め手段により前記ピアノ線が前記軸受シャフトの中心となるように調整して前記回転ポンプの通し線に対する芯出しを行い、前記施工台車を一対のアームで内側に挟んで軸芯を中心として回転可能とされ先端に山形の倣いこてを設けた旋回アームを前記台車の下部のケーシング溝に沿って枠組みした作業台フレームの内部から旋回させることにより前記ケーシング内面の打設面を旋回円弧にしたがって倣し施工し、この作業を前記施工台車により前記旋回アームをポンプの通し軸芯に沿って位置移動させながら順次行なうことを特徴としたものである。
【０００９】
また、本発明に係る回転ポンプのケーシングを施工する施工装置は、回転ポンプの通し軸芯に沿って位置移動可能とされている施工台車を有し、当該台車には前記台車を一対のアームで内側に挟んで前記回転ポンプの通し軸芯を中心として回転可能とされた施工具と、旋回動作する前記旋工具の内側であって、前記台車の下部にケーシング溝に沿って枠組みした作業台フレームを有し、前記施工具は旋回アームとその先端に設けた倣いこてを有して前記ケーシング内面の打設面を旋回円弧にしたがって前記作業台フレームの内部から倣し施工可能とし、この施工具の回転中心を前記回転ポンプ通し軸芯に合わせて前記台車を固定する位置調整具を前記台車に備えたことを特徴としている。この場合、前記倣いこてを備えた旋回アームは長さを調整可能とし、あるいは、前記旋回アームにおける倣いこての取り付け側とは反対側にカウンターウェイトを取り付けた構成とすることができる。
【００１０】
【作用】
上記構成に依れば、旋回アームの回転中心を回転ポンプの通し軸芯に沿うように設定し、旋回アームを旋回する。これによりアーム先端のこてが打設面を倣し仕上することができる。旋回アームの旋回中心をポンプ通し軸芯に合わせるには、例えば施工台車を用い、これをポンプの通し軸芯に沿って移動させるようにすれば簡単に施工個所への移動と芯出操作が可能となる。施工台車の旋回アーム回転中心がポンプ通し軸芯に一致させるようにするには、ポンプ通し軸芯に沿ってワイヤを張り渡しておき、これを通すガイド通路を旋回台車に設定しておく。移動する場合にはガイド通路からワイヤが外れないようにすればよく、作業個所では台車の両端に設けた位置決め手段で固定すればよい。これによって、常に旋回中心の芯出作業が簡単にできる。旋回アームの長さを可変とすることで、仕上げ面のみならず、荒打ち、中打ち、仕上げと各段階を同一の装置で処理でき、これによれば各層の厚さを均一にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る回転ポンプ用ケーシングの施工方法および施工装置の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態に係る回転ポンプ用モルタルケーシングの施工装置を施工個所で正面から見た図である。図２,３は同装置の平面図および正面図である。図４はスパイラルポンプ場の概略構成図、図５はモルタルケーシングの構成を示す平面図と断面図である。
【００１２】
この実施形態はスパイラルポンプ場におけるモルタルポンプケーシングの構築に適用したものである。図４に示しているように、スパイラル羽根本体１０は傾斜角度がほぼ３０度に設定されたコンクリート躯体１２に傾斜して配置するが、これは全長がほぼ２０ｍ近くあり、直径も約３ｍに達している。このスパイラル羽根本体１０は、上部軸受１４と下部軸受１６に支えられて下部を没水させ、これを３０度の傾斜角度を持って形成されたポンプケーシング１８内に収容して回転駆動することにより下方の流入水路側から上部位置にある放水路側等に揚水するものである。
【００１３】
ポンプケーシング１８は、図５に示しているように、コンクリート躯体１２の傾斜平面部に半円弧状に形成されたもので、スパイラル羽根本体１０に合わせて全長約２０ｍ、直径３ｍのサイズに形成された半円弧溝として構築される。このポンプケーシング１８の構築工程は大筋次のようになっている。コンクリート躯体１２に最初形成したケーシング用溝２０に荒打ち層２２、中打ち層２４を打設し、その表面部に仕上モルタル層２６を打設する。これにより最終的にモルタルケーシング層が仕上施工される。
【００１４】
このようなポンプケーシング１８に相当する開口の両側縁部分に切欠き段部として形成した側道２８を走行路としてポンプ軸芯方向に移動できるように施工装置３０が設置される。この施工装置３０は、ポンプ軸芯を横断するように形成された施工台車３２を有し、その台車３２の両端部には前記側道２８を走行でき得るように転動ローラ３４を具備している。転動ローラ３４は矩形フレームとして形成されている台車３２の４隅部に配置されており、おのおの床面転動ローラ３４Ａと側面転動ローラ３４Ｂとから構成されている。また、施工台車３２を適宜位置に停止させるとともに、台車３２の高さおよび左右方向の向きを決めるための位置決め手段としての芯出ジャッキボルト３６がやはり台車３２の４隅部に設けられている。この芯出ジャッキボルト３６も下向きジャッキボルト３６Ｄと、横向きジャッキボルト３６Ｓとからなり、ボルト突出量を調整することにより台車３２の高さと向きを任意に設定できるようにしている。
【００１５】
施工台車３２はポンプケーシング１８を横断するように配置されているが、この台車３２の中央部には軸受シャフト３８をスパイラル羽根本体１０の通し軸芯Ｃに沿うように取り付けている。この軸受シャフト３８は貫通孔を有しており、これに予めスパイラル羽根本体１０の通し軸芯Ｃ（図４参照）に一致するように上部軸受１４と下部軸受１６間に渡し掛けられたワイヤとしてピアノ線４０を挿通し、これを芯出基準点として用いている。
【００１６】
ここでピアノ線４０の設定は次のように行なっている。施工しようとしているスパイラルポンプの羽根本体１０は前述したように、概略寸法が、長さ２０ｍ、直径３ｍとされ、重量が２０トンに達するものであるため、端部を軸受支持したとしてもスパイラル羽根本体１０は軸芯が設計値として３ｍｍほど撓んでしまう。そこで、ピアノ線４０を上下軸受１４，１６に把持させるとともに、上記撓み量が設計値３ｍｍとなるような張力を付与する。あるいは逆に一定の張力を付与することにより同じ撓み量が発生するようなピアノ線４０を選択するのである。これにより、上下軸受間に渡し掛けたピアノ線４０はスパイラル羽根本体１０の通し軸芯に一致するライン上にある。そこで、上記施工台車３２の軸受シャフト３８に上記ピアノ線４０を通し、その上下端を上下軸受１４，１６に連結し、所定の張力を付加し、このピアノ線４０が軸受シャフト３８の中心に一致するように芯出ジャッキボルト３６を調整すれば、施工台車３２を据え付けるべきスパイラル羽根本体１０と芯出調整することができる。
【００１７】
このようにして芯出調整ができる施工台車３２には、上記芯出基準となっている軸受シャフト３８を回転中心とする旋回アーム４２が台車３２の前後に一対取り付けられており、その下端にこて４４を取り付けることでＵ字形状をなす施工具を構成している。この施工具は、全体として台車３２をアーム４２で内側に挟んでこて４４がモルタルケーシングの内面をなぞるように揺動旋回可能となっている。こて４４は実施例では山形鋼により構成され、中央曲り部がモルタルの倣し作業の主体となる。上記旋回アーム４２は伸縮機構部４６をそれぞれ設けている。これは二重軸構造として調整ピン４８により長さを可変としたもので、調整ピン４８の差込ピッチはポンプケーシングに必要な各層厚さに合わせて長さ調整できるように設定している。また、旋回アーム４２におけるこて４４の取付側とは反対側の端部にはカウンターウェイト５０を取り付け、こて４４の旋回操作が簡易に行なえるようにしている。
【００１８】
なお、前記施工台車３２の下部にはこて４４の旋回動作と干渉しないように枠組みした作業台フレーム５２を設けている。これは内部に作業者が乗り込み、こて４４の操作を行なうと共に、養生の完了していない施工面に作業者が踏み入れないようにするためである。
【００１９】
このような構成の施工装置３０を用いて行なうポンプケーシング１８の施工は次のように行なう。施工装置３０をクレーンワイヤなどで吊下げ移動し、コンクリート躯体１２にケーシング溝２０が形成されているので、これを跨いで側道２８に転動ローラ３４が載るように下ろす。この位置はケーシング溝２０の上端側とする。そして、芯出ジャッキボルト３６を用いて仮止めし、軸受シャフト３８の内部にスパイラル羽根本体１０の通し軸芯Ｃに沿うように渡されるピアノ線４０を貫通させ、その両端は上下軸受１４，１６に把持させると共に、約４０kgの張力を付加し、ピアノ線４０のラインをスパイラル羽根本体１０の設計撓みに倣うように設定する。この作業の後、施工装置３０の芯出ジャッキボルト３６を調整し、前記ピアノ線４０が軸受シャフト３８の中心となるように高さや左右方向の位置決めを行なう。これにより、施工開始が可能となる。
【００２０】
旋回アーム４２の伸縮機構部４６の長さを最大に設定し、こて４４の旋回円軌跡が荒打ち寸法に一致するように調整する。ケーシング溝２０の内面にセメントを打設し、旋回アーム４２を揺動旋回して表面が施工寸法となるようにこて４４で均す。表面にメッシュを張って形状を保持し、施工台車３０をケーシング溝２０に沿って下降し、同じ作業を繰り返して下端まで行なう。これにより荒打ち層２２が完了する。次に、上端位置に復帰させ、旋回アーム４２の長さを中打ち層の厚さ分だけ短くし、上方から順次中打ち層２４を施工する。最後に上方から同じ繰り返し作業によって仕上モルタル層２６の打設とこて４４による旋回円に倣う面として仕上げる。
【００２１】
このような施工装置３０を用いた施工方法では、コンクリート躯体１２の出来具合の如何に拘わらず施工装置３０の芯出作業を確実に行なうことができる。また、旋回アーム４２の長さが調整できるようになっているため、ポンプケーシング１８のモルタル仕上げまでの荒打ち、中打ち、仕上げの全過程を１台の施工装置で完了させることができる。また、各層２２，２４，２６の厚さを一定に施工することができるので、仕上がり精度が極めて良好である。また、こて４４の揺動操作はカウンターウェイト５０を設けたことによって簡単に行なうことができる。
【００２２】
特にこの実施形態では、施工台車３０の芯出をポンプ通し軸芯に一致するように調整させたピアノ線４０をガイドとして行なうため、極めて簡易でありながら施工精度を高くすることができる。このため、スパイラル羽根本体１０の回転円とポンプケーシング１８の仕上がり面とのギャップの公差を５ｍｍ以下の精度で仕上ることができ、これが全面に亙って均一に設定できるようになっているので、高い揚水効率を得ることができる。
【００２３】
上記実施例ではこて４４として山形鋼を用いた例を示したが、他の倣い作業ができるものであれば、ローラやコテなどの適宜手段に変更することは自由である。
なお、上記実施形態ではモルタルを仕上材として用いたが、他の材料、例えば可塑性のある脂脂等で後に固まる材料であれば良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転ポンプのケーシングを施工する施工装置であって、回転ポンプの通し軸芯に沿って位置移動可能とされている施工台車を有し、当該台車には前記台車を一対のアームで内側に挟んで前記回転ポンプの通し軸芯を中心として回転可能とされた施工具と、旋回動作する前記旋工具の内側であって、前記台車の下部にケーシング溝に沿って枠組みした作業台フレームを有し、前記施工具は旋回アームとその先端に設けた倣いこてを有して前記ケーシング内面の打設面を旋回円弧にしたがって前記作業台フレームの内部から倣し施工可能とし、この施工具の回転中心を前記回転ポンプ通し軸芯に合わせて前記台車を固定する位置調整具を前記台車に備えた装置構成とし、回転ポンプのケーシングを施工するに際し、ポンプ軸心を横断するように配置した施工台車の軸受シャフトに前記回転ポンプの通し軸芯に沿って張り渡したピアノ線を通し、このピアノ線に前記回転ポンプの設計撓みに相当する撓み量を発生させる張力を付加し、前記施工台車の位置決め手段により前記ピアノ線が前記軸受シャフトの中心となるように調整して前記回転ポンプの通し線に対する芯出しを行い、前記施工台車を一対のアームで内側に挟んで軸芯を中心として回転可能とされ先端に山形の倣いこてを設けた旋回アームを前記台車の下部のケーシング溝に沿って枠組みした作業台フレームの内部から旋回させることにより前記ケーシング内面の打設面を旋回円弧にしたがって倣し施工し、この作業を前記施工台車により前記旋回アームをポンプの通し軸芯に沿って位置移動させながら順次行なうようにしたので、高い精度のポンプケーシングを簡単かつ迅速に施工することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る回転ポンプ用モルタルケーシングの施工装置を施工個所で正面から見た斜視図である。
【図２】同装置の平面図である。
【図３】同装置の正面図である。
【図４】スパイラルポンプ場の概略構成図である。
【図５】モルタルケーシングの構成を示す平面図と断面図である。
【符号の説明】
１０      スパイラル羽根本体
１２      コンクリート躯体
１４      上部軸受
１６      下部軸受
１８      ポンプケーシング
２０      ケーシング溝
２２      荒打ち層
２４      中打ち層
２６      仕上モルタル層
２８      側道
３０      施工装置
３２      施工台車
３４      転動ローラ
３６      芯出ジャッキボルト
３８      軸受シャフト
４０      ワイヤ（ピアノ線）
４２      旋回アーム
４４      こて
４６      伸縮機構部
４８      調整ピン
５０      カウンターウェイト
【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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