(57)【要約】【課題】構成が簡単で、隙間腐食発生の懸念がなく、軸受ケースを含む水中軸受全体が軽量で、メンテナンス時に現地で分解及び組み立てを容易に行なうことができる水中軸受、水中軸受に本発明に係る水中軸受を使用するポンプを提供すること。【解決手段】軸受層８と該軸受層８を受容して回転機械ケーシングに固定する軸受ケース９を具備し、回転機械の回転軸３を支持する水中軸受において、軸受ケース９は円筒状の樹脂材料からなる。【選択図】図３
2009092135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受層と該軸受層を受容して回転機械ケーシングに固定する軸受ケースを具備し、回転機械の回転軸を支持する水中軸受において、
前記軸受ケースは円筒状の樹脂材料からなることを特徴とする水中軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の水中軸受において、
前記軸受ケースは硝子布強化樹脂で構成されていることを特徴とする水中軸受。
【請求項３】
インペラに回転力を伝達する回転軸を支持する水中軸受に請求項１又は２に記載の水中軸受を用いたことを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転機械の回転軸を水中で支持する水中軸受に関し、特にポンプの水中軸受として好適な水中軸受、及び水中軸受に本発明に係る水中軸受を使用するポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１及び図２は、それぞれ従来のこの種の立軸ポンプにおける水中軸受の構成例を示す断面図である。図１に示す水中軸受は、ポンプ本体のケーシング（図示せず）の必要箇所に設けられた軸受ブラケット５にボルト等で結合された軸受ケース１を備え、該軸受ケース１内に軸受本体２を挿入し固着した構成である。該軸受本体２で回転軸３を自在に支持するようになっている。これらの全ての部品は、常時水中にあるものが多いが、中にはポンプ休止時に空気に曝されるものもある。なお、図中６は回転軸３の外周に形成されたスリーブである。  
【０００３】
上記構成の水中軸受において、軸受ケース１は金属製（例えば、２％ＮｉＦＣ２５０）であり、軸受本体２はゴムからなる軸受層２−２の外側に金属製（例えば、ＣＡＣ２０３）シェル２−１を配置し嵌合又は固着し一体化した構成であり、金属製シェル２−１と軸受ケース１の間には廻り止め４が設けられている。これらの軸受は液体又は清水等で潤滑されていた。また、潤滑水が少量の場合には、軸受の焼き付き等の問題を回避するため、軸受層２−２にセラミック或いは油を含浸させた焼結合金などが使用されていた。ところが、最近では高分子樹脂材の研究が進み、軸受層２−２に高分子材料が使用できるようになった。
【０００４】
また、図２に示す軸受は、金属製の軸受ケース１内に、樹脂製のシェル７−１の内周面にゴム又はテフロン（登録商標）からなる軸受層７−２を固着した構成の軸受本体７を挿入し固着した構成である。軸受ケース１と樹脂製のシェル７−１の間には廻り止め４を設けている。
【０００５】
なお、図１に示す水中軸受において、金属製シェル２−１を設ける目的は、軸受のメンテナンス交換時に金属製シェル２−１と軸受層２−２が一体となった軸受本体２のみの交換で済むからである。金属製シェル２−１を設けないと、軸受のメンテナンス時、重量の大きい金属製軸受ケースもメーカの工場に運び込むことが必要となり、取り扱いが容易ではない。
【０００６】
図１に示す水中軸受では、軸受ケース１が金属で軸受本体２の金属製シェル２−１も金属であるから、その間の隙間に液体又は清水等が浸み込むと隙間腐食が発生し、両者が腐食により互いに固着し分離できないという問題がある。特に海水中で水中軸受を使用した場合は顕著であった。また、図１及び図２に示すいずれの水中軸受も、軸受ケース１が金属であるため該水中軸受をポンプのインペラに回転力を伝達する回転軸を支持する水中軸受に使用した場合、後述するように吐出ボウルと一体化された金属製の軸受ブラケットに金属製の軸受ケース１を取り付けることになり、該軸受ブラケットと軸受ケース１の間に隙間腐食が発生し、両者が腐食により互いに固着し分離できないという問題がある。この場合は大きな吐出ボウルごと水中軸受を工場に持ち込む必要があるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１には、軸受部材に合成ゴム、セラミック材を用い、該軸受部材を受容するＳＵＳ４０４よりなる軸受用外筒材内周面に、（イ）Ｎｉ：８５％、その他の金属酸化物１５％よりなる皮膜を形成する無電解メッキ表面処理、（ロ）フッ素系高分子微粒子をＮｉ皮膜中に均一に共析させた皮膜を形成する表面処理、（ハ）フッ素系高分子微粒子と耐熱変性樹脂バインダーとを溶剤により分散させたものを高硬度電着皮膜（ハードクロム皮膜）に圧入含浸させる表面処理のいずれかを施した構成の耐腐食性軸受が記載されている。この軸受は軸受部材全体が合成ゴム、セラミック材のみで形成されているため、軸受用外筒材の内周面に精度よく嵌合する軸受部材全体を製造することが困難であった。
【特許文献１】実願平０２−１０７５３９号（実開平０４−０６５９９６号）のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、構成が簡単で、隙間腐食発生の懸念がなく、軸受ケースを含む水中軸受全体が軽量で、メンテナンス時現地で分解及び組み立てを容易に行なうことができる水中軸受、水中軸受に本発明に係る水中軸受を用いた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】
上記課題を解決するため本発明は、軸受層と該軸受層を受容して回転機械ケーシングに固定する軸受ケースを具備し、回転機械の回転軸を支持する水中軸受において、軸受ケースは円筒状の樹脂材料からなることを特徴とする。
【００１０】
上記のように軸受ケースを円筒状の樹脂材料とするので、軸受ケースを含む水中軸受全体が軽量となる。また、金属製シェルがなく、軸受ケースも樹脂材でできているから、隙間腐食が発生する懸念もない。また、水中軸受をポンプの水中軸受として用いた場合、後述するように金属製の軸受ブラケットと軸受ケースの接触部に隙間腐食による固着が発生することなく、軸受ブラケットから軸受ケースを取り外すのが容易となる。
【００１１】
また、本発明は上記水中軸受において、軸受ケースは硝子布強化樹脂で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、インペラに回転力を伝達する回転軸を支持する水中軸受に上記水中軸受を用いたポンプにある。
【００１３】
上記のように、ポンプの水中軸受に本発明に係る水中軸受を用いることにより、水中軸受に隙間腐食が発生する懸念がない。また、軸受ケースと吐出ボウルの接触部が隙間腐食により固着するということもなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軸受ケースが円筒状の樹脂材料であるので下記のような効果が得られる。
【００１５】
（ａ）軸受ケースが樹脂材からなるので、その間の隙間に水（特に海水）が存在（浸入）しても隙間腐食が発生しない。
（ｂ）軸受ケースの内周面に軸受層を固着した構成なので、軸受の構成が簡単となり、且つ水中軸受の全重量が軽量となり取扱いが容易となる。
【００１６】
また、水中軸受をポンプに使用した場合、吐出ボウルと軸受ケースの接触部に隙間腐食による固着がないから現地で軸受の分解及び組立が容易にでき、大きな吐出ボウルごと水中軸受を工場に持ち込む必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例では立軸ポンプのポンプ立軸を回転自在に支持する水中軸受を例に説明するが、本発明に係る水中軸受はこれに限定されるものではなく、回転機械の回転軸を回転自在に支持する水中軸受として広く利用が可能である。図３は本発明に係る水中軸受の構成例を示す図で、図３（ａ）は縦断面、図３（ｂ）は横断面図である。なお、図３において、図１、図２と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。
【００１８】
図３に示すように、軸受ケース９はポンプ本体のケーシング（図示せず）の必要箇所に設けられた軸受ブラケット５にボルト等（図示せず）で結合され、該軸受ケース９の内周面には軸受層８が固着されている。即ち、図３の軸受ケース９は、図２のシェル７−１と軸受ケース１を一体とした構成である。軸受層８はゴム材又はテフロン（登録商標）材からなり、軸受ケース９の内周面に固着（接着）されている。ここでは軸受ケース９は、耐腐食性に優れた軽量な硝子布強化樹脂（Ｇｒａｓｓ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）で構成されている。また、軸受層８の内周面にはスラリー等を逃がすために、軸方向に複数本（図では８本）の通水溝８ａが円周方向に等間隔で設けられている。なお、上記例では、軸受層８の内周面に通水溝８ａを設けているが、通水溝８ａを設けない場合もある。
【００１９】
水中軸受を上記構成とすることにより、軸受ケース９を樹脂材で、軸受層８をゴム又はテフロン（登録商標）で構成するため、軸受ケースやシェルを金属製とする場合に比較し、水中軸受全体の重量が軽量となり、取扱いが容易となる。また、軸受ケース９が樹脂で軸受層８がゴム又はテフロン（登録商標）からなるので、その間の隙間に水（特に海水）が浸入しても隙間腐食が発生するという懸念がない。また、軸受ケース９も樹脂材で構成されていることから、該軸受ケース９を支持する軸受ブラケット５が金属であっても、軸受ケース９と軸受ブラケット５の接触部に隙間腐食が発生する懸念がなく、軸受ブラケット５と軸受ケース９の接触面が腐食により固着するという問題もなくなる。
【００２０】
図４は水中軸受に本発明に係る水中軸受を用いた立軸ポンプの構成例を示す図である。本立軸ポンプ１０は、図示するようにポンプ設置床１１にポンプ吊下げケーシング１２を介して設置されている。立軸ポンプ１０は該ポンプ吊下げケーシング１２に固定されたコラムパイプ１６、該コラムパイプ１６の下端に固定された吐出ボウル１５、吐出ボウル１５の下端に固定されたインペラケーシング１４、該インペラケーシング１４の下端に固定された吸込ベルマウス１３を有している。
【００２１】
インペラケーシング１４内にはインペラ１８が配置され、該インペラ１８はポンプ立軸１９の先端に固定されている。このポンプ立軸１９は軸継手２０−１及び２０−２を介して立軸部材１９−１及び１９−２を一体的に連結した構成である。機器設置床２１に設置された駆動機２２より、ポンプ立軸１９を回転することにより、インペラ１８は回転するようになっている。
【００２２】
立軸ポンプ１０は吸込水槽２３内に設置され、吸込ベルマウス１３は水中に開口している。駆動機２２によりインペラ１８を回転すると、吸込ベルマウス１３内を通って吸込まれた水はインペラケーシング１４、吐出ボウル１５、コラムパイプ１６、及び吐出ケーシング２４を通って揚水される。吐出ボウル１５内には吐出ボウル１５の構成部材としてガイドベーン２７、軸受ブラケット２６とが一体となった構成である。軸受ブラケット２６にポンプ立軸１９の立軸部材１９−１を回転自在に支持する水中軸受２５の軸受ケースが支持されるようになっている。即ち、水中軸受２５は軸受ブラケット２６、ガイドベーン２７と一体となった吐出ボウル１５に取り付けられるようになっている。この水中軸受２５に図３に示す構成の水中軸受、即ち樹脂製の軸受ケース１の内周面にゴム又はテフロン（登録商標）からなる軸受層８を固着した構成の水中軸受を使用している。また、吐出ケーシング２４内の上部にも水中軸受２８、軸受２９が配置されている。ここで水中軸受２８にも図３に示す構成の水中軸受を使用してよい。
【００２３】
上記のように水中軸受２５に図３に示す構成の水中軸受を使用することにより、軸受ケース１は樹脂材（ここでは硝子布強化樹脂材）からなるから、吐出ボウル１５の軸受ブラケット２６が金属製であっても、水中軸受２５の軸受ケース１と吐出ボウル１５の一部である軸受ブラケット２６の間に隙間腐食が発生することがなく、軸受ケース１と軸受ブラケット２６との接触部が隙間腐食により互いに固着し、水中軸受２５を大きな吐出ボウル１５ごと工場へ持ち込まなければならないということは発生しない。
【００２４】
また、軸受ケース１の内周面にゴム材又はテフロン（登録商標）材からなる軸受層８を固着しているから、軸受ケース１と軸受層８の接触は金属と金属の接触ではないから、その接触部に隙間腐食が発生する懸念がない。これにより立軸ポンプ１０の寿命も長くなる。また、メンテナンス交換時には、メーカで製造した円筒状の樹脂材（硝子布強化樹脂）からなる軸受ケースの内周面にゴム又はテフロン（登録商標）からなる軸受層８を接着してなる軽量の水中軸受２５（図３参照）の交換で済むから、現地での水中軸受の分解及び組立が容易となる。
【００２５】
なお、上記例では立軸ポンプの水中軸受に本発明に係る水中軸受を使用する例を説明したが、本発明に係る水中軸受は、水中でポンプ回転軸を支持する水中軸受、及び水中で回転する回転軸を有する回転機械の水中軸受として広く採用することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の水中軸受の構成例を示す断面図である。
【図２】従来の水中軸受の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る水中軸受の構成例を示す断面図である。
【図４】水中軸受に本発明に係る水中軸受を用いた立軸ポンプの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    軸受ケース（金属製）
２    軸受本体
２−１    金属製シェル
２−２    軸受層
３    回転軸
４    廻り止め
５    軸受ブラケット
６    スリーブ
７    軸受本体
７−１    シェル（樹脂製）
７−２    軸受層
８    軸受層
９    軸受ケース（樹脂製）
１０    立軸ポンプ
１１    ポンプ設置床
１２    ポンプ吊下げケーシング
１３    吸込ベルマウス
１４    インペラケーシング
１５    吐出ボウル
１６    コラムパイプ
１８    インペラ
１９    ポンプ立軸
１９−１    立軸部材
１９−２    立軸部材
２０−１    軸継手
２０−２    軸継手
２１    機器設置床
２２    駆動機
２３    吸込水槽
２５    水中軸受
２６    軸受ブラケット
２７    ガイドベーン
【図１】
2009092135.tif 000003
【図２】
2009092135.tif 000004
【図３】
2009092135.tif 000005
【図４】
2009092135.tif 000006