特許 5665929 ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5665929

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/66 20060101AFI20150115BHJP

   F04D 13/00 20060101ALI20150115BHJP

   F04D 29/60 20060101ALI20150115BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/66 D

   F04D13/00 A

   F04D29/60 D

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-153621(P2013-153621)

(22)【出願日】2013年7月24日

(65)【公開番号】特開2014-141960(P2014-141960A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2013年9月12日

(31)【優先権主張番号】特願2012-287796(P2012-287796)

(32)【優先日】2012年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000152170

【氏名又は名称】株式会社酉島製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100084146

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】兼森 祐治

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１６１２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０８２４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３５７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１２５６９９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

Ｆ０４Ｄ １３／００

Ｆ０４Ｄ ２９／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

据付床の配置孔を通して鉛直方向に延び、吸込水槽内に位置する下端側に吸込口が形成されるとともに、内部に羽根車を固定した主軸が配設されたケーシングと、
前記ケーシングの下端側に、前記ケーシングに対して間隔をあけて取り囲むように配設され、内部に流動体が供給される重量可変部と、
前記重量可変部に一端側が接続されるとともに、前記吸込水槽外に配設された前記流動体を供給する流動体供給部に他端側が接続され、前記重量可変部内に前記流動体を供給する供給配管と、
を備えることを特徴とするポンプ。

【請求項2】

前記流動体供給部は、前記流動体として空気より比重が大きい液体または固体を供給することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。

【請求項3】

前記ケーシングと前記重量可変部とを弾性的に変形可能な連結部材によって連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポンプ。

【請求項4】

前記重量可変部は、前記ケーシングの軸線を中心として前記ケーシングの外側に間隔をあけて配設された環状配管からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ。

【請求項5】

前記重量可変部内の前記流動体を排出する流動体排出手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のポンプ。

【請求項6】

前記流動体排出手段は、前記重量可変部内に圧搾空気を供給する給気手段と、前記重量可変部に一端側が接続され前記給気手段からの給気により前記重量可変部内の前記流動体を排出する排出配管とを有することを特徴とする請求項５に記載のポンプ。

【請求項7】

前記流動体排出手段は、前記重量可変部に一端側が接続された排出配管と、前記排出配管の他端側に接続された吸引手段とを有することを特徴とする請求項５に記載のポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸込水槽に溜められた水を排水するポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ポンプを設置する建屋は、据付床の下部に吸込水槽が形成され、据付床の上部にポンプ室が形成されている。立軸ポンプは、据付床の配置孔を通して、ポンプ室から吸込水槽にかけて鉛直方向に延びるケーシングを備える。ケーシングには、吸込水槽内に位置する下端側に、吸込口を有する吸込ベルマウスが配設されている。また、ケーシングの内部には羽根車を固定した主軸が配設され、この主軸にポンプ室内に配設した駆動手段（モータ）が連結されている。

【0003】

立軸ポンプは、設置する現地の据付床の状態を考慮し、運転時に振動が生じないように個別にバランス設計されている。しかし、建屋の実際の据付床の剛性のバラツキによって振動が生じる。振動による据付床の破損を防止するために、特許文献１の立軸ポンプは、据付床の配置孔にベース部材を配設し、このベース部材に対してケーシングを２点支持で固定する構成としている。

【0004】

しかしながら、特許文献１の立軸ポンプは、運転時の振動を抑制することはできない。そのため、過度に振動が生じる場合には、ケーシングを補強することで振動を抑制する必要がある。この場合、ポンプを停止し、据付床からケーシングを引き抜いて補強作業を行う必要があるため、非常に大掛かりな作業になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−１６１２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、据付床下部でのケーシングの固有振動数を調整可能として振動を抑制できるポンプを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するため、本発明のポンプは、据付床の配置孔を通して鉛直方向に延び、吸込水槽内に位置する下端側に吸込口が形成されるとともに、内部に羽根車を固定した主軸が配設されたケーシングと、前記ケーシングの下端側に、前記ケーシングに対して間隔をあけて取り囲むように配設され、内部に流動体が供給される重量可変部と、前記重量可変部に一端側が接続されるとともに、前記吸込水槽外に配設された前記流動体を供給する流動体供給部に他端側が接続され、前記重量可変部内に前記流動体を供給する供給配管と、を備える。なお、前記流動体供給部は、前記流動体として空気より比重が大きい液体または固体を供給する。

【0008】

このポンプは、流動体供給部を動作させ、供給配管を介して重量可変部内に流動体を供給することにより、ケーシングの下部の重量を調整することができる。この重量調整により、ポンプの固有振動数を励振振動数から外れるように調整できるため、振動を抑制できる。そして、流動体供給部から重量可変部への流動体の供給は、据付床からケーシングを取り外すことなく可能であるため、設置時の作業性を大幅に向上できる。

【0009】

また、重量可変部および供給配管は、流動体として液体を供給することにより、ポンプの耐震性を向上させる手段としても適用可能である。即ち、地震によりポンプが地震荷重（地震により揺れたときに生じる慣性力）を受ける場合には、重量可変部および供給配管の内部の流動体により形成される液柱が、液柱管式の動吸振器の作用をする。そのため、地震に対する耐震性の向上効果が得られ、ポンプ信頼性を高めることができる。

【0010】

前記ケーシングと前記重量可変部とを弾性的に変形可能な連結部材によって連結することが好ましい。このようにすれば、ポンプがケーシングと重量可変部の２つの異なる固有振動数成分を持つ２自由度振動系を構成するため、振動を抑制乃至実質的に防止できる。

【0011】

前記重量可変部は、前記ケーシングの軸線を中心として前記ケーシングの外側に間隔をあけて配設された環状配管からなることが好ましい。このようにすれば、流動体の供給によりケーシングの下部に均一に重量を加えることができるため、確実に振動を抑制できる。

【0012】

前記重量可変部内の前記流動体を排出する流動体排出手段を更に備えることが好ましい。具体的には、前記流動体排出手段は、前記重量可変部内に圧搾空気を供給する給気手段と、前記重量可変部に一端側が接続され前記給気手段からの給気により前記重量可変部内の前記流動体を排出する排出配管とを有する。または、前記流動体排出手段は、前記重量可変部に一端側が接続された排出配管と、前記排出配管の他端側に接続された吸引手段とを有する。このようにすれば、ケーシング下部の重量を自由に調整（増減）可能である。よって、経年的な使用により据付床の剛性が変化した場合でも、容易に調整できる。また、メンテナンス等により、ケーシングを据付床から取り外す必要がある場合に、総重量を軽くすることができるため、作業性を向上できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明のポンプでは、重量可変部内に流動体を供給することにより、ケーシングの下部の重量を調整し、固有振動数を励振振動数から外れるように調整できるため、確実に振動を抑制できる。また、重量調整は、据付床からケーシングを取り外すことなく、設置状態で可能であるため、設置作業性を大幅に向上できる。また、重量可変部および供給配管は、流動体として液体を供給することによりポンプの耐震性を向上させる手段としても適用できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る第１実施形態のポンプを示す断面図。

【図2】図１の要部拡大図。

【図3】図２のIII−III線断面図。

【図4】（Ａ）は１自由度振動系の振動を示すグラフ、（Ｂ）は２自由度振動系の振動を示すグラフ。

【図5】第２実施形態のポンプを示す断面図。

【図6】第３実施形態のポンプを示す要部断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0016】

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態のポンプである立軸ポンプ１０を示す。立軸ポンプ１０は、据付床１の配置孔２に差し込まれた状態で固定される直管状のケーシング１１を備える。本実施形態の立軸ポンプ１０は、ケーシング１１に渦発生防止装置を兼ねる振動抑制ユニット３０を一体的に付設し、運転時の振動を実質的に防止する構成である。

【0017】

ケーシング１１は、据付床１の上側のポンプ室３から下側の吸込水槽４にかけて、配置孔２を通して鉛直方向に延びる。吸込水槽４内に位置する揚水管１２の下端側には羽根車ケース１３が配設され、この羽根車ケース１３の下端に外形が円弧状をなすように下向きに漸次拡径した吸込ベルマウス１４が配設されている。吸込ベルマウス１４の下端の吸込口１５は、吸込水槽４の底（図示せず）に対して、所定の距離を隔てて対向配置されている。ケーシング１１の上端側には、鉛直方向から水平方向に水の流れを変えるように、９０度湾曲した吐出ベンド１６が配設されている。吐出ベンド１６の下部には、据付床１の上面の配置孔２の周囲に固定するための固定フランジ部１７が設けられている。吐出ベンド１６の出口には、手動により開閉可能な仕切弁１８を介設した吐出管１９が接続されている。

【0018】

ケーシング１１の内部には、揚水管１２の軸線に沿って鉛直方向に延びるように主軸２０が配置されている。主軸２０は、軸受２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより回転可能に支持されている。主軸２０の下端は、羽根車ケース１３を貫通し、吸込ベルマウス１４内に位置する軸受２１Ｃに軸支されている。羽根車ケース１３内に位置する主軸２０の下端側には羽根車２２が固定され、軸受２１Ｂにより軸支されている。吐出ベンド１６からケーシング１１の外部に突出する主軸２０の上端は、モータ、減速機等からなる駆動機構２３に連結されている。

【0019】

本実施形態の吸込ベルマウス１４内には、水中渦防止リブ２６を一体成形した軸心ベルマウス２４が配設されている。この軸心ベルマウス２４は、ＦＲＰなどの樹脂からなり、吸込ベルマウス１４の軸線に沿って延びる円錐筒状である。軸心ベルマウス２４の下端開口２５は、吸込ベルマウス１４の吸込口１５より下側に位置するとともに、吸込水槽４の底から所定間隔をもって上方に位置する。水中渦防止リブ２６は、周方向に等間隔で４箇所径方向外側へ放射状に突出するように設けられ、水中渦を効果的に消滅可能な整流板の役割を果たす。また、水中渦防止リブ２６は、上側縁が吸込ベルマウス１４の内面に沿う形状をなし、ボルト等によって軸心ベルマウス２４を吸込ベルマウス１４に連結する役割を果たす。水中渦防止リブ２６の外側縁２７は、後述する環状配管３１に外接するように上側に向けて外向きに傾斜して延びる。これにより、吸込ベルマウス１４と軸心ベルマウス２４との間には、水中渦防止リブ２６によって区画された第１吸水路２８が形成され、軸心ベルマウス２４内に第２吸水路２９が形成されている。

【0020】

振動抑制ユニット３０は、運転時のケーシング１１の振動を防止する目的で設けられている。この振動抑制ユニット３０は、ケーシング１１の下端側に位置するように配設された環状配管３１と、環状配管３１に連結された４本の縦配管３６Ａ〜３６Ｄと、縦配管３６Ａに接続した外部注水装置３８と、縦配管３６Ｂに接続した給気装置４０とを備える。

【0021】

図２および図３に示すように、環状配管３１は、内部に空気より比重が大きい流動体である水が供給される重量可変部である。環状配管３１は、ケーシング１１の揚水管１２の軸線（主軸２０の軸線）を中心として、吸込ベルマウス１４の縮径部分の外側に間隔を隔てて取り囲むように配設されている。本実施形態では、一対の半円環状パイプ３２Ａ，３２Ｂを接続することにより円環状に形成されている。半円環状パイプ３２Ａ，３２Ｂの外径は、吸込ベルマウス１４の吸込口１５の外径より大きく、水中渦防止リブ２６の外側縁２７の延長線上に位置する。

【0022】

環状配管３１は、吸込ベルマウス１４の外周部に設けた連結リブ（連結部材）３３によってケーシング１１に連結されている。連結リブ３３は、弾性的に変形が可能な板バネからなり、半円環状パイプ３２Ａ，３２Ｂの端部を避けて４箇所に９０度間隔で設けられている。また、連結リブ３３は、吸込ベルマウス１４の外周部で生じる旋回流を防ぐ整流板の役割を兼ねる。本実施形態では、連結リブ３３の外周部に軸線方向から見て円環状をなす支持部材３４が設けられ、この支持部材３４に環状配管３１を固定している。支持部材３４は、環状配管３１の外周面に沿う円弧状をなす。これにより、支持部材３４と吸込ベルマウス１４の外周面との間には、上方から下方に向けて外側に広がる副流を形成する副流路３５が形成されている。

【0023】

図１および図３に示すように、縦配管３６Ａ〜３６Ｄは、ケーシング１１の径方向外側に間隔を開けて配置され、主軸２０と平行に鉛直方向下向きに延びている。縦配管３６Ａ〜３６Ｄの下端は、環状配管３１に形成した平面視円形状の連結孔に挿入し、水密に接合されている。縦配管３６Ａ〜３６Ｄの上端は、据付床１の配置孔２を貫通し、ポンプ室３内に位置される。これら縦配管３６Ａ〜３６Ｄの吸込水槽４内に位置する部分は、環状配管３１とともに重量調整用の水が供給される重量可変部の役割を兼ねる。また、縦配管３６Ａ〜３６Ｄは、軸方向の所定部位が連結具３７によって揚水管１２に連結されている。連結具３７による連結位置は、揚水管１２が振動する可能性が高い任意の部位に位置される。例えば、揚水管１２の全高の中央部は、振動の腹となって最も大きく振動する可能性が高いため、少なくともその中央部は連結具３７により縦配管３６Ａ〜３６Ｄとケーシング１１とを連結することが好ましい。

【0024】

縦配管３６Ａ，３６Ｃは、吸込水槽４内への水の流入方向に対して、主軸２０より上流側に位置される。縦配管３６Ｂ，３６Ｄは、吸込水槽４内への流入方向に対して、主軸２０（吸込ベルマウス１４）より下流側に位置される。また、縦配管３６Ｂ，３６Ｄは、吸込水槽４内において、水面から空気を吸い込んだ渦（空気吸込渦）が発生する領域に位置される。この空気吸込渦が生じる領域は、吸込水槽４の平面視形状とケーシング１１の配設位置とに関連性があり、吸込ベルマウス１４の軸線と吸込水槽４の流入方向下流側の角部とを結ぶ線が基準となる。そのため、この基準線を基準とした所定範囲（例えば±２０度）内に縦配管３６Ｂ，３６Ｄを配管することが好ましい。

【0025】

外部注水装置３８はポンプ室３内に配設され、空気より比重が大きい液体である水を供給する流動体供給部である。この外部注水装置３８は、常閉の電動バタフライ弁からなる第１開閉弁３９を介して第１の縦配管３６Ａに接続されている。即ち、本実施形態の第１の縦配管３６Ａは、環状配管３１に下端側が接続されるとともに、吸込水槽４外に配設された外部注水装置３８に上端側が接続され、環状配管３１内および縦配管３６Ａ〜３６Ｄ内に重量調整用の水を供給する供給配管を構成する。

【0026】

給気装置４０はポンプ室３内に配設され、環状配管３１および縦配管３６Ａ〜３６Ｄの内部に圧搾空気を供給するコンプレッサである。この給気装置４０と第２および第３の縦配管３６Ｂ，３６Ｃとで、環状配管３１および縦配管３６Ａ〜３６Ｄの内部の水を排出する流動体排出手段を構成する。具体的には、給気装置４０は第２の縦配管３６Ｂに接続されている。第３の縦配管３６Ｃの上端には常閉の第２開閉弁４１が配設され、その端部が図示しない排水路に開放されている。即ち、第３の縦配管３６Ｃは、環状配管３１に下端側が接続され、給気装置４０からの給気により環状配管３１内の水を排出する排出配管である。なお、第４の縦配管３６Ｄの上端には常閉の第３開閉弁４２が配設され、その端部が大気開放されている。

【0027】

このように構成された立軸ポンプ１０は、設置する機場の据付床１の剛性に基づいてバランス設計される。そして、ケーシング１１を吸込ベルマウス１４の側から配置孔２に差し込み、固定フランジ部１７を据付床１にボルト止めして固定する。これにより、吸込水槽４内にケーシング１１を吊り下げて配置する。

【0028】

立軸ポンプ１０を設置すると、第１から第３の開閉弁３９，４１，４２全てを閉弁し、試運転を実行して据付床１に加わる振動を周知の振動センサにより検出する。この検出値が設定した許容範囲に収まらない場合、許容値以上の振動が発生していると判断し、振動抑制ユニット３０を動作させて振動を抑止する。

【0029】

具体的には、第１から第３の開閉弁３９，４１，４２全てを開弁し、外部注水装置３８から第１の縦配管３６Ａを介して環状配管３１内に水を供給する。そして、振動センサの検出値が許容範囲内になると給水を停止する。これにより環状配管３１内には所定量の水が供給される。また、給水量が環状配管３１の容積より多い場合には、縦配管３６Ａ〜３６Ｄ内にも給水された状態をなす。

【0030】

次に、振動抑制ユニット３０による振動抑制の原理について説明する。

【0031】

まず、振動抑制ユニット３０を設けていない従来の立軸ポンプは、駆動機構２３の回転数等と共振する固有振動数成分が１つの１自由度振動系の構造体である。図４（Ａ）に実線で示すように、１自由度振動系の立軸ポンプは、据付床１の剛性とケーシング１１とのバランスにより、励振振動数Ωと固有振動数ωとが一致する場合には、共振により大きく振動する。そのため、ポンプの固有振動数ωを励振振動数Ωから外れるように調整すれば、共振による振動を抑制できる。なお、図４（Ａ）において、破線は据付床１の剛性が極単に低い場合を示し、一点鎖線は剛性が高く固定支持に近い場合を示す。そして、これらの波形と、励振振動数Ωおよび固有振動数ωが一致した波形との交点Ａ，Ｂまでの振幅ＶＡ，ＶＢが一致した状態が最適であるとされる。

【0032】

振動抑制ユニット３０を設けた本実施形態の立軸ポンプ１０は、環状配管３１がバネ板からなる連結リブ３３によりケーシング１１に連結されているため、２つの異なる固有振動数成分を持つ２自由度振動系の構造体を構成する。具体的には、図４（Ｂ）に示すように、ケーシング１１の側（主系）の第１固有振動数ω１と、配管３１，３６Ａ〜３６Ｄの側（従系）の第２固有振動数ω２とが生成される。この２つの固有振動数ω１，ω２の中間に励振振動数Ωを設定する（ω１＜Ω＜ω２）。このようにすれば、低次モード側で主系と従系の振動が励振力に対して逆相になり、高次モード側で主系が励振力と同相かつ従系が逆相になる。各振動モードを加算すると、主系の振動は、低次の振動モードと高次の振動モードとが相殺される。以上の関係は、ケーシング１１と配管３１，３６Ａ〜３６Ｄとの質量比μに関連する。そのため、従系である配管３１，３６Ａ〜３６Ｄに水を供給し、質量（＝重量）を調整することにより、励振振動数Ωに対する固有振動数ω１，ω２の波形位置を移動（調整）することができる。具体的には、給水量を多くして質量を重くすることにより、固有振動数を低くすることができる。逆に、給水量を少なくして質量を軽くすることにより、固有振動数を高くすることができる。そして、２つの固有振動数ω１，ω２の中間の下限ピーク値と励振振動数Ωとを一致させることにより、動吸振器効果によって立軸ポンプ１０の振動を抑制乃至実質的に防止することができる。また、各固有振動数ω１，ω２は、振幅ＶＡ，ＶＢが同等で、図４（Ａ）に示す交点Ａ，Ｂで最大となるように減衰を調整することにより、大きな制振効果を得ることができる。

【0033】

このようにして振動抑制ユニット３０により立軸ポンプ１０の振動を抑制した状態で、第１から第３の開閉弁３９，４１，４２全てを閉弁し、図示しない制御装置によって予め設定されたプログラムに従って排水運転が実行される。

【0034】

排水運転時には、環状配管３１と縦配管３６Ａ〜３６Ｄの下部が水没した状態であるため、吸込水槽４内の水による抵抗と付加質量とにより振動を低減できる。また、吸込水槽４内の水が羽根車２２の付近まで排水されると、吸込水槽４内への流入方向における吸込ベルマウス１４より下流側の領域で空気吸込渦が発生しようとする。しかし、本実施形態の立軸ポンプ１０には、その領域に旋回流を防止する作用をなす縦配管３６Ｂ，３６Ｄを配管しているため、水面での空気吸込渦の発生を効果的に抑制できる。

【0035】

しかも、環状配管３１は、吸込ベルマウス１４の外周部に連結リブ３３によって連結した構成である。そのため、水面から吸込口１５に向かう水流は、図２に示すように、環状配管３１の外側を流れる主流Ｘと副流路３５を流れる副流Ｙとに分流される。そして、主流Ｘは、水面から吸込ベルマウス１４の吸込口１５に向かって径方向内向きに流れ、副流Ｙは、吸込ベルマウス１４の外周面に沿って径方向外向きに流れる。そのため、これら主流Ｘと副流Ｙとは、吸込ベルマウス１４の下端外周部で衝突することにより消滅する。よって、空気吸込渦の発生を確実に防止できる。さらに、本実施形態の連結リブ３３が整流板の役割を果たすため、それ自身でも空気吸込渦の発生を防止できる。

【0036】

このように、本発明の立軸ポンプ１０では、振動抑制ユニット３０の縦配管３６Ｂ，３６Ｄおよび環状配管３１が、空気吸込渦の発生を防止する渦発生防止装置も兼ねるため、渦発生防止装置を別に設ける必要がない。この点でも、構造が簡易である。しかも、本実施形態では、吸込ベルマウス１４内に設けた水中渦防止リブ２６によって、水面ではなく水中で発生する水中渦も確実に抑制できる。

【0037】

なお、メンテナンス時に振動抑制ユニット３０による従系の重量を再調整する場合には、第１および第３開閉弁３９，４２を閉弁状態とし、第２開閉弁４１を開弁状態とする。そして、給気装置４０を動作させ、所定圧力の圧搾空気を第２の縦配管３６Ｂから供給する。これにより、開放された第３の縦配管３６Ｃから各配管３１，３６Ａ〜３６Ｄ内の水が排出される。その後、前述のように、外部注水装置３８から各配管３１，３６Ａ〜３６Ｄに適量の水を供給して重量を調整する。

【0038】

以上のように、本実施形態の立軸ポンプ１０は、配管３１，３６Ａ〜３６Ｄに水を供給することにより、据付床１の下部のケーシング１１の固有振動数ω１，ω２が励振振動数Ωから外れるように調整できるため、振動を抑制できる。しかも、環状配管３１は弾性的に変形可能な連結リブ３３により連結し、立軸ポンプ１０を２自由度振動系の構造体としているため、１自由度振動系の構造体と比較して容易かつ確実に振動を抑制乃至実質的に防止できる。その結果、立軸ポンプ１０を設置する据付床１の破損を確実に防止できる。また、配管３１，３６Ａ〜３６Ｄへの給水は、据付床１からケーシング１１を取り外すことなく可能であるため、設置時の作業性を大幅に向上できる。

【0039】

しかも、主に水が供給される環状配管３１は、ケーシング１１を取り囲む円環状をなすため、水の供給によりケーシング１１の下部に均一に重量を加えることができ、バランスを崩すことなく確実に振動を抑制できる。

【0040】

さらに、本実施形態の振動抑制ユニット３０は、給気装置４０によって配管３１，３６Ａ〜３６Ｄ内の水を排出可能としているため、ケーシング１１の下部の重量を自由に調整（増減）できる。よって、経年的な使用により据付床１の剛性が変化した場合でも、容易に調整できる。また、メンテナンス等（例えば部品交換）により、ケーシング１１を据付床１から取り外す必要がある場合に、総重量を軽くすることができるため、作業性を向上できる。

【0041】

また、本実施形態の振動抑制ユニット３０は、通常の運転時の振動抑制に限らず、立軸ポンプ１０の耐震性を向上させる手段としても適用可能である。即ち、縦配管３６Ａ〜３６Ｄは東西方向および南北方向の両方の振動を抑えるように配置する。なお、縦配管は４本に限らず、３本以上であればよい。

【0042】

地震により立軸ポンプ１０が地震荷重（地震により揺れたときに生じる慣性力）を受けると、環状配管３１および縦配管３６Ａ〜３６Ｄの内部の水により形成される液柱が、液柱管式の動吸振器の作用をなす。よって、図２に示すように、縦配管３６Ａ〜３６Ｄの内部の水の水面ｈの高さを調整することにより、液柱固有振動数を調整し、長周期地震動に対するポンプ構造物の振動を低く制振できる。そのため、地震に対する耐震性の向上効果が得られポンプ信頼性を高めることができる。

【0043】

（第２実施形態）
図５は第２実施形態の立軸ポンプ１０を示す。この第２実施形態では、コンプレッサからなる給気装置４０の代わりに、第２の縦配管３６Ｂにポンプからなる吸引装置４３を接続した点で、第１実施形態と相違する。即ち、第２実施形態では、第２の縦配管３６Ｂが、環状配管３１に下端側が接続され、吸引装置４３の動作により環状配管３１内の水を排出する排出配管を構成する。また、第２実施形態の立軸ポンプ１０は、配管３１，３６Ａ〜３６Ｄから重量調整用の水を排水する際に、第２および第３の開閉弁４１，４２を開放した状態とする。これにより、第１実施形態と実質的に同様の作用および効果を得ることができる。

【0044】

（第３実施形態）
図６は第３実施形態の立軸ポンプ１０を示す。この第３実施形態では、連結リブ３３に弾性を付与するための変形用溝４４および変形用孔４５を設けた点で、第１実施形態と相違する。このように構成した第３実施形態の立軸ポンプ１０は、確実に２自由度振動系の構造体を構成できるため、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

【0045】

なお、本発明のポンプは、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

【0046】

例えば、前記実施形態では、外部注水装置３８を用いて重量可変部を構成する配管３１，３６Ａ〜３６Ｄに水を供給する構成としたが、立軸ポンプ１０の吐出ベンド１６の下流側に第１の縦配管３６Ａを接続し、排水を利用する構成としてもよい。また、配管３１，３６Ａ〜３６Ｄに供給する流動体は水に限られず、空気より比重が大きい他の液体を供給する構成としてもよいうえ、粒状または砂状の固体を供給する構成としてもよい。しかも、空気より比重が小さい気体を充満させ、ケーシング１１の下部の重量を軽くする構成としてもよい。

【0047】

また、前記各実施形態では、重量可変部を環状配管３１と縦配管３６Ａ〜３６Ｄとで構成したが、縦配管の数は希望に応じて変更が可能である。しかも、ケーシング１１の外周部に配設する環状配管３１の代わりに、ケーシング１１の内部に配管を配設してもよい。即ち、重量可変部を構成する配管は、ケーシング１１のバランスを崩すことなく、配設する構成であれば、形状や配設部位は希望に応じて変更が可能である。

【0048】

さらに、前記各実施形態では、振動抑制ユニット３０に流動体排出手段を設けたが、この流動体排出手段は設けない構成としてもよい。このようにしても、立軸ポンプ１０の振動は確実に抑止することができる。

【0049】

さらにまた、第１および第３実施形態では、縦配管３６Ｃ，３６Ｂを排出配管として用いたが、専用の排出配管を環状配管３１に接続してもよい。この場合、排出配管の端部は、ポンプ室３まで延ばす構成に限られず、吸込水槽４内で開放させてもよい。また、排出配管には常閉の開閉弁を配設することが好ましい。

【0050】

また、第３実施形態では、変形用溝４４および変形用孔４５を設けて連結リブ３３の弾性力を調整したが、肉厚を変更することにより調整することも可能である。しかも、環状配管３１は弾性的に変形可能な連結リブ３３によって連結する構成に限られず、実質的に剛体からなる部材によって連結してもよい。この場合、立軸ポンプ１０が１自由度振動系の構造体となるが、振動抑制ユニット３０によりケーシング１１の下部の重量を調整できるため、固有振動数ωを励振振動数Ωから外し、確実に振動を抑制することができる。勿論、立軸ポンプ１０を３以上の多自由度振動系の構造体としてもよい。

【0051】

そして、環状配管３１および縦配管３６Ａ〜３６Ｄを備える振動抑制ユニット３０を配設するという本発明の構成は、立軸ポンプ１０に限られず、横軸ポンプにも適用可能であり、同様の作用および効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0052】

１…据付床
２…配置孔
３…ポンプ室
４…吸込水槽
１０…立軸ポンプ
１１…ケーシング
１５…吸込口
２０…主軸
２２…羽根車
３０…振動抑制ユニット
３１…環状配管（重量可変部）
３３…連結リブ（連結部材）
３６Ａ〜３６Ｄ…縦配管（重量可変部）
３８…外部注水装置（流動体供給部）
４０…給気装置（給気手段）
４３…吸引装置（吸引手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】