(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ羽根車軸を中心にコンクリートケーシングの上床版に設けられた開口部内周に配置された円筒殻状鋼製型枠と、前記ポンプ羽根車の中心軸の回りにうず巻き状に延びた流路を有し、該流路は周囲を壁で形成しかつうず巻き状に延びる鋼製隔壁で仕切る内回りの流路と外回りの流路との２つの流路を形成した２重うず巻きコンクリートケーシングにおいて、前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部によって形成される空間に、該空間と同形状の第１の補強材を配置し、前記第１の補強材を前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部に固定し、前記内側流路の壁と前記外側流路の壁とが合わさる部分に形成される空間に、該空間と同形状の第２の補強材を配置し、前記第２の補強材を前記各壁に固定したことを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【請求項２】
ポンプ羽根車軸を中心にコンクリートケーシングの上床版に設けられた開口部内周に配置された円筒殻状鋼製型枠と、前記ポンプ羽根車の中心軸の回りにうず巻き状に延びた流路を有し、該流路は周囲を壁で形成しかつうず巻き状に延びる鋼製隔壁で仕切る内回りの流路と外回りの流路との２つの流路を形成した２重うず巻きコンクリートケーシングにおいて、前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部によって形成される空間に、該空間と同形状の第１の補強材を配置し、前記第１の補強材を前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部に固定し、前記内側流路の壁に形成される鋼製の内側流路型枠と前記外側流路の壁に形成される鋼製の外側流路型枠とが合わさる部分に形成される空間に、該空間と同形状の第２の補強材を配置し、前記第２の補強材を前記内側流路型枠と前記外側流路型枠に固定したことを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記第１の補強材及び前記第２の補強材の材料は、鋼製であることを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記第１の補強材及び前記第２の補強材は、溶接で固定されたことを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、前記第１の補強材及び前記第２の補強材に、スタッドボルトを取り付けたことを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【請求項６】
請求項５において、前記第１の補強材及び前記第２の補強材に、フランジを取り付けたことを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【請求項７】
請求項１または請求項２において、前記第１の補強材及び前記第２の補強材に、鉄筋を溶接したことを特徴とする２重うず巻きコンクリートケーシング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型の立軸ポンプにおける２重うず巻きコンクリートケーシングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、雨水排水や河川排水の揚水に用いられる大型の排水ポンプ設備において従来から用いられている排水ポンプとしては、特開平７−６３１９６号公報に記載されているように、ポンプのケーシングをコンクリートにて形成したコンクリートケーシング型の立軸ポンプが提案されている。この立軸ポンプは、図１１に示すように、概して、河川などから流入する水を建屋の下部に導くコンクリート製の吸込水路１９と、吸込水路１９から揚水し吐出しする羽根車１４と、羽根車１４により送り出された水を一方向に導くうず巻き形状を有するコンクリートケーシング１５と、コンクリートケーシング１５の出口側から流出した水を排出するコンクリート製の吐出水路２０と、羽根車１４を駆動する駆動装置（変速機）１６，駆動装置（流体継手）１７や原動機１８から構成されている。コンクリートケーシング１５は建屋構造物を構成する１次コンクリート８中に埋設される。
【０００３】
図１２は、コンクリートケーシング１５の一例でその一平面の断面を示し、図１３は、図１２のＥ−Ｅ断面で、コンクリートケーシング１５の流出口の縦断面を示す。このコンクリートケーシング１５は、羽根車１４の中心軸Ｏの回りに内外２重に並ぶうず巻き状の流路を有しており、それぞれの流路を形成する鋼製の外側流路型枠４および内側流路型枠５と、それら外側流路型枠４と内側流路型枠５を取り囲む２次コンクリート９とから構成されている。また外側流路型枠４の流路壁と内側流路型枠５の流路壁との間を仕切る鋼製隔壁１には上端及び下端に隔壁を支えるための鋼製の上部隔壁支え２と下部隔壁支え３が配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋼製隔壁を有する２重うず巻きコンクリートケーシングは、実用に際し種々の問題を抱えていた。すなわち、２重うず巻き形状を有するコンクリートケーシングは、コンクリートケーシングの上部開口部あるいは下部開口部の内周に沿って円筒殻状に配置された鋼製型枠と鋼製隔壁巻き始め部との間に形成される三角状の狭い空間、及び二つの流路壁が開口部の方に張り出した部分（内側流路型枠の流路壁と外側流路型枠の流路壁が合わさる部分）における内側流路型枠と外側流路型枠との間に形成される三角状の狭い空間に、コンクリートを充填させることが困難であり、また鉄筋を配置することもできず、コンクリート打設作業、鉄筋組立作業の効率を低下させていた。
【０００５】
また、鋼製隔壁巻き始め部及び二つの流路壁張り出し部には、ポンプ運転中、応力集中が生じるため、鋼製隔壁巻き始め部及び二つの流路壁張出し部が構造強度上の弱点となる危険性を有していた。
【０００６】
本発明の目的は、コンクリート打設作業、鉄筋組立作業を容易にすると共に、応力集中に耐えうるより強固な構造をもつ２重うず巻きコンクリートケーシングを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明ではポンプ羽根車軸を中心にコンクリートケーシングの上床版に設けられた開口部内周に配置された円筒殻状鋼製型枠と、前記ポンプ羽根車の中心軸の回りにうず巻き状に延びた流路を有し、該流路は周囲を壁で形成しかつうず巻き状に延びる鋼製隔壁で仕切る内回りの流路と外回りの流路との２つの流路を形成した２重うず巻きコンクリートケーシングにおいて、前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部によって形成される空間に、該空間と同形状の第１の補強材を配置し、前記第１の補強材を前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部に固定し、前記内側流路の壁と前記外側流路の壁とが合わさる部分に形成される空間に、該空間と同形状の第２の補強材を配置し、前記第２の補強材を前記各壁に固定したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、ポンプ羽根車軸を中心にコンクリートケーシングの上床版に設けられた開口部内周に配置された円筒殻状鋼製型枠と、前記ポンプ羽根車の中心軸の回りにうず巻き状に延びた流路を有し、該流路は周囲を壁で形成しかつうず巻き状に延びる鋼製隔壁で仕切る内回りの流路と外回りの流路との２つの流路を形成した２重うず巻きコンクリートケーシングにおいて、前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部によって形成される空間に、該空間と同形状の第１の補強材を配置し、前記第１の補強材を前記円筒殻状鋼製型枠の外面と前記鋼製隔壁の巻き始め部に固定し、前記内側流路の壁に形成される鋼製の内側流路型枠と前記外側流路の壁に形成される鋼製の外側流路型枠とが合わさる部分に形成される空間に、該空間と同形状の第２の補強材を配置し、前記第２の補強材を前記内側流路型枠と前記外側流路型枠に固定したことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１の補強材を、円筒殻状鋼製型枠の外面と鋼製隔壁の巻き始め部によって形成される空間に、該空間と同形状にして配し、円筒殻状鋼製型枠の外面と鋼製隔壁の巻き始め部に固定する。
【００１１】
また、第２の補強材を、内側流路の壁と外側流路の壁とが合わさる部分に形成される空間に、該空間と同形状にして配し、各壁に固定する。
【００１２】
これにより、狭い空間にコンクリートを充填する必要や、鉄筋を配置する必要がなくなる。また、これらの補強材を鋼製型枠、鋼製隔壁に溶接したり、補強材にスタッドボルトを取り付けたり、２次コンクリートの鉄筋を溶接する等して、補強材と２次コンクリートとの一体化を図ることにより、鋼製隔壁巻き始め部と流路壁張出し部に生ずる応力集中に耐えうる構造とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングを、図を用いて説明する。なお、本発明の実施例は、２重うず巻きコンクリートケーシングの上床版における補強材についてのみ実施例として述べるが、底版における補強材についても同様に適用して良いことは言うまでもない。
【００１４】
本発明の第１の実施例を、図１、図２、図３、図４、図５及び図６を用いて説明する。
【００１５】
図１、２は、本発明の第１の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの流路構成の横断面を示し、図１は図３のＣ−Ｃ断面を示し、図２は図３のＤ−Ｄ断面を示す。図３は図１のＡ−Ａ断面を示し、図４は図２のＢ−Ｂ断面を示す。図５は鋼製隔壁の巻き始め部に配置する補強材の立体斜視、図６は流路壁張出し部に配置する補強材の立体斜視を示す。
【００１６】
本実施例の２重うず巻きコンクリートケーシングは、図１、図２に示すように、ポンプの軸心Ｏを中心に水が流れるうず巻き状の２つの流路を有しており、２つの流路は、図示しない羽根車の外側の１点からうず巻き状に延びる鋼製隔壁１に仕切られている。２つの流路のうち外回りの流路は、羽根車の外周から鋼製隔壁１の外側に沿う長い流路となり、内回りの流路は鋼製隔壁１の内側に沿う短い流路となり、各流路の出口部分は直線状に形成されている。
【００１７】
２重うず巻きコンクリートケーシングの開口部１３近くの流路は、図３に示すように、鋼製隔壁１を中心にして、鋼製隔壁１の右側面に接合された外側流路型枠４と、鋼製隔壁１の左側面に接合された内側流路型枠５とから構成されている。
【００１８】
外側流路型枠４及び内側流路型枠５は、鋼製隔壁１に比較してかなり薄い板厚の鋼板で構成されており、或いは木製，樹脂等により２次コンクリート打設時の型枠で構成されている。
【００１９】
ただし、２次コンクリート養生後に外側流路型枠４及び内側流路型枠５を取り外し、内側流路と外側流路の表面をコンクリートとすることもある。また、上床版の開口部１３内周には、円筒殻状の薄い鋼製の型枠７が配置されている。
【００２０】
図１に示すように、鋼製隔壁１の巻き始め部２３と円筒殻状鋼製型枠７とによって形成される三角状の狭い空間には第１の補強材６が配置され、鋼製隔壁１と円筒殻状鋼製型枠７に固定されている。また、図２に示すように、下部開口部２５の中心点Ｏに対して、鋼製隔壁１の巻き始め部２３とほぼ対称の位置にある流路壁張出し部１０において外側流路型枠４と内側流路型枠５とによって形成される三角状の狭い空間には第２の補強材２２が配置され、外側流路型枠４と内側流路型枠５に固定されている。
【００２１】
第１の補強材６及び第２の補強材２２を固定する方法には、種々な方法があるが、ここでは一例として、次の方法を説明する。外側流路型枠４と内側流路型枠５を鋼製とし、外側流路型枠４と内側流路型枠５及び該２つの型枠に予め溶接された鋼製隔壁１を据え付けた後、第１の補強材６を外側流路型枠４と内側流路型枠５及び鋼製隔壁１に溶接し、さらに第２の補強材２２を外側流路型枠４と内側流路型枠５に溶接し、その後円筒殻状鋼製型枠７を据付け、円筒殻状鋼製型枠７と第１の補強材６及び第２の補強材２２とを溶接で固定し、最後にコンクリートを打設するものである。
【００２２】
第１の補強材６，第２の補強材２２の材質は、溶接が可能な金属であり、鋼製であることが好ましい。
【００２３】
このように、本実施例の２重うず巻きコンクリートケーシングは、鋼製隔壁１の巻き始め部２３と円筒殻状鋼製型枠７との間、及び二つの流路壁張出し部１０における外側流路型枠４と内側流路型枠５との間に形成される三角状の狭い空間に、該空間と同形状の第１の補強材６及び第２の補強材２２が溶接により固定されるので、コンクリートが充填しにくく、鉄筋が配置できないような狭い空間がなくなる。
【００２４】
また、鋼製隔壁１の巻き始め部２３及び二つの流路壁張出し部１０には、ポンプ運転中に応力集中が生じるが、これらに作用する軸力は第１の補強材６及び第２の補強材２２を介して円筒殻状鋼製型枠７及び２次コンクリート９に伝わり、この結果、第１の補強材６，第２の補強材２２，円筒殻状鋼製型枠７，外側流路型枠４，内側流路型枠５，２次コンクリート９とが一体となって、鋼製隔壁１の巻き始め部２３及び二つの流路壁張出し部１０に働く軸力を受け持つことができる。
【００２５】
従って、本実施例によれば、狭い空間での作業がなくなり、コンクリートの打設作業、鉄筋組立て作業を容易にすることができると共に、２重うず巻きコンクリートケーシング中で最も応力の集中する箇所の強度を補強することができるという効果がある。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施例を、図７、図８を用いて説明する。
【００２７】
図７は、第２の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの鋼製隔壁１の巻き始め部に配置する補強材の立体斜視を示し、図８は、流路壁張出し部に配置する補強材の立体斜視を示す。
【００２８】
本発明の第２の実施例は、第１の実施例の第１の補強材６及び第２の補強材２２に数本のスタッドボルト１１とフランジ２１を取り付けたものである。
【００２９】
第２の実施例の２重うず巻きコンクリートケーシングは、第１の補強材６及び第２の補強材２２にスタッドボルト１１とフランジ２１がついているため、２次コンクリート９を打設する際、スタッドボルト１１とフランジ２１が２次コンクリート９に埋め込まれ、第１の補強材６及び第２の補強材２２と２次コンクリート９との一体化を図ることができる。これにより、ポンプ運転中、鋼製隔壁１の巻き始め部２３及び二つの流路壁張出し部１０に働く大きな軸力をよりスムーズに２次コンクリート９に伝えることができる。
【００３０】
従って、本実施例によれば、最も大きな応力集中が生じる鋼製隔壁１の巻き始め部２３及び二つの流路壁張出し部１０の強度をより増加させることができるという効果がある。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施例を、図９、図１０を用いて説明する。
【００３２】
図９は、第３の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの鋼製隔壁１の巻き始め部に配置する補強材の立体斜視を示し、図１０は、流路壁張出し部に配置する補強材の立体斜視を示す。
【００３３】
本発明の第３の実施例は、第１の実施例の第１の補強材６及び第２の補強材２２に２次コンクリートの鉄筋１２を溶接などの方法で固着したものである。
【００３４】
第３の実施例の２重うず巻きコンクリートケーシングは、第１の補強材６及び第２の補強材２２に２次コンクリートの鉄筋１２が固着されているため、第２の実施例と同様、第１の補強材６及び第２の補強材２２と２次コンクリート９との一体化を図ることができ、ポンプ運転中、鋼製隔壁１の巻き始め部２３及び二つの流路壁張出し部１０に働く大きな軸力をよりスムーズに２次コンクリート９に伝えることができる。
【００３５】
従って、本実施例によれば、最も大きい応力集中の生じる鋼製隔壁１の巻き始め部２３及び二つの流路壁張出し部１０の強度をより増加させることができるという効果がある。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリートを充填できず、鉄筋も配置できないような狭い空間に、該空間と同形状の補強材を配することにより、狭い空間にコンクリートを充填する必要や鉄筋を配置する必要がなくなり、コンクリート打設作業、鉄筋組立て作業を容易にでき、工期を短縮することができる。
【００３７】
また、補強材を各型枠や鋼製隔壁に溶接等で固定させることにより、２重うず巻きコンクリートケーシングをより強固な構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの流路構成の横断面図で、図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの流路構成の横断面図で、図３のＤ−Ｄ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図１の鋼製隔壁の巻き始め部に配置する補強材の立体斜視図である。
【図６】図２の流路壁張出し部に配置する補強材の立体斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの隔壁巻き始めに配置する補強材の立体斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの流路壁張出し部に配置する補強材の立体斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの隔壁巻き始めに配置する補強材の立体斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係る２重うず巻きコンクリートケーシングの流路壁張出し部に配置する補強材の立体斜視図である。
【図１１】立軸ポンプの全体構成図である。
【図１２】２重うず巻きコンクリートケーシングの一平面の断面図である。
【図１３】図１２のＥ−Ｅ断面図である。
【符号の説明】
１…鋼製隔壁、２…上部隔壁支え、３…下部隔壁支え、４…外側流路型枠、５…内側流路型枠、６…第１の補強材、７…円筒殻状鋼製型枠、８…１次コンクリート、９…２次コンクリート、１０…流路壁張出し部、１１…スタッドボルト、１２…鉄筋、１３…開口部、１４…羽根車、１５…コンクリートケーシング、１６…駆動装置（変速機）、１７…駆動装置（流体継手）、１８…原動機、１９…吸込水路、２０…吐出水路、２１…フランジ、２２…第２の補強材、２３…巻き始め部、２５…下部開口部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003774922.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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