特許 6918557 横軸ポンプ

(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】6918557

(24)【登録日】2021年7月27日

(45)【発行日】2021年8月11日

(54)【発明の名称】横軸ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/04 20060101AFI20210729BHJP

   F04D 29/046 20060101ALI20210729BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20210729BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/04 U

   F04D29/046 A

   F04D29/58 E

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-80169(P2017-80169)

(22)【出願日】2017年4月14日

(65)【公開番号】特開2018-178864(P2018-178864A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年9月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】石渡 隆行

(72)【発明者】

【氏名】内田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】中塩 雄二

(72)【発明者】

【氏名】豊田 耕司

【審査官】 岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−３３２２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５１１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５１１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１０６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３０９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３２１７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／０４

Ｆ０４Ｄ ２９／０４６

Ｆ０４Ｄ ２９／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車が収容されるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング外に配置され前記回転軸を回転させる原動機と、
前記ポンプケーシングと前記原動機の間に備えられ、前記回転軸を支持する軸受と、
前記ポンプケーシング内に配置され前記回転軸の先端部が収容される軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシング内に配置され前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、
前記軸受ケーシング内において前記回転軸の上面に対向して配置され、前記先端部が下方に傾斜する前記回転軸との間の間隔を測定する変位センサと、
を備えたことを特徴とする横軸ポンプ。

【請求項2】

前記回転軸は、前記水中軸受よりも前記羽根車とは反対側に突出しており、
前記変位センサは、前記回転軸の前記突出した部分に対向するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の横軸ポンプ。

【請求項3】

前記変位センサは、前記軸受ケーシング内に配置され前記水中軸受を保持する水中軸受ケースに保持されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の横軸ポンプ。

【請求項4】

水平方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車が収容されるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内に配置され前記回転軸の先端部が収容される軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシング内に配置され前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、
前記軸受ケーシング内において前記回転軸の上面に対向して配置され前記回転軸との間の間隔を測定する変位センサと、
前記軸受ケーシング内において前記水中軸受と前記羽根車との間の前記回転軸に設けられ、前記回転軸と一体に回転して前記軸受ケーシング内で前記水中軸受の外側に水流を発生させるツバ部と、
を備えたことを特徴とする横軸ポンプ。

【請求項5】

水平方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車が収容されるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内に配置され前記回転軸の先端部が収容される軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシング内に配置され前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、
前記軸受ケーシング内において前記回転軸の上面に対向して配置され、前記回転軸との間の間隔を測定する渦電流損式センサである変位センサとを備えた、泥またはスラリーが混入する水を処理水とする横軸ポンプにおいて、
前記横軸ポンプの停止時に、前記変位センサが前記回転軸との間の間隔を測定することを特徴とする軸受摩耗量の計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、横軸ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

横軸ポンプなどのポンプは、例えば排水機場に設置されて吸込水槽の水を吐出水槽に排出する。ポンプの使用を続けると内部が劣化したり摩耗・腐食したりする可能性があるため、定期的に内部をメンテナンスする必要がある。

【0003】

従来、横軸ポンプにおいて、水中軸受の摩耗状態の点検や摩耗量の確認を行うためには、上部ケーシングを取り外し、水中軸受を抜き取って、目視点検および内径測定を行っている。通常点検時は、上部ケーシングを取り外すことはできないので、ポンプ運転中の振動や音（異常音の有無）を外部から測定し、振動や音に異常が無いことから間接的に軸受状態が正常であると推定している。

【0004】

特許文献１〜３には、立軸ポンプの場合に、ポンプケーシングを分解せずに水中軸受の摩耗状態を確認する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２１９６９７号公報

【特許文献2】特開２０１０−２８５８８２号公報

【特許文献3】特開２０１１−２５６８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の横軸ポンプにおける摩耗状態の確認方法には、以下のような問題点がある。すなわち、
（１）摩耗状態を確認するには、上部ケーシングを取り外す必要があるため、特に大型ポンプの場合には、作業人員や時間がかかり、維持管理コストが高くなる。
（２）横軸ポンプでは下部ケーシングが基礎（コンクリート）に埋まっているため、軸受異常による振動検知が難しい。検出できるくらいの大きな振動が発生した場合は、ポンプ自体が大きなダメージを受けている可能性が高く、言い換えれば、振動検知では初期異常を検出できない。
（３）ポンプ運転中の軸受状態を聴診棒などを用いて音で判断する場合、わずかな異常を判断するには熟練したスキルが必要であり、機場に設置された全てのポンプを診断することは難しい。

【0007】

特許文献１〜３では、立軸ポンプにおける水中軸受の摩耗状態を確認する方法が提案されているが、横軸ポンプに特有の軸受条件、すなわち回転軸の下方荷重やスラリーの堆積し易さに対しては何ら考慮されていない。そのため、特許文献１〜３の方法では、横軸ポンプにおける水中軸受の摩耗量を正確に計測することが難しい。

【0008】

また、特に特許文献１および２の方法では、圧縮空気を水中軸受に供給して測定を行うため、空気圧縮機、エアタンク、配管、バルブなどを新たに設置する必要があり、維持管理コストが高くなる。また、圧縮空気を水中軸受に供給して測定を行うことから、ポンプ運転中の軸変位を確認することはできない。特許文献３の方法では、一定量の摩耗の進行による導通によって摩耗状態を確認するため、運転中の軸変位をリアルタイムで確認することができない。

【0009】

本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、ポンプケーシングを分解せずに水中軸受における摩耗量を正確に計測できる横軸ポンプを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様に係る横軸ポンプは、
水平方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に固定された羽根車と、
前記羽根車が収容されるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内に配置され前記回転軸の先端部が収容される軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシング内に配置され前記回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、
前記軸受ケーシング内において前記回転軸の上面に対向して配置され前記回転軸との間の間隔を測定する変位センサと、
を備える。

【0011】

このような態様によれば、回転軸が水平方向に延びているため、水中軸受は回転軸からの下方荷重を受けながら摺動し、軸受下側が摩耗することになり、摩耗分だけ回転軸が下方に変位することになるが、変位センサが回転軸の上面に対向して配置されているため、ポンプ運転停止時に回転軸が水中軸受に密着した状態において、回転軸の下方変位（すなわち水中軸受の摩耗量）を正確に計測することができる。

【0012】

本発明の第２の態様に係る横軸ポンプは、第１の態様に係る横軸ポンプであって、
前記回転軸は、前記水中軸受よりも前記羽根車とは反対側に突出しており、
前記変位センサは、前記回転軸の前記突出した部分に対向するように配置されている。

【0013】

このような態様によれば、水中軸受の摩耗が進行するにつれて、回転軸が先端側ほど大きく変位するように徐々に斜めに傾いていく場合に、変位センサが回転軸の突出した部分、すなわち、より先端側の部分に対向するように配置されているため、回転軸の微小な変位を増幅してより正確に計測することができる。

【0014】

本発明の第３の態様に係る横軸ポンプは、第１または２の態様に係る横軸ポンプであって、
前記変位センサは、前記軸受ケーシング内に配置され前記水中軸受を保持する水中軸受ケースに保持されている。

【0015】

このような態様によれば、軸受ケーシング内において、変位センサを保持するために新たに部材を設置する必要がなく、装置構成が単純である。

【0016】

本発明の第４の態様に係る横軸ポンプは、第１〜３のいずれかの態様に係る横軸ポンプであって、
前記軸受ケーシング内において前記水中軸受と前記羽根車との間の前記回転軸に設けられ、前記回転軸と一体に回転して前記軸受ケーシング内に水流を発生させるツバ部をさらに備える。

【0017】

このような態様によれば、ツバ部が回転軸と一体に回転して軸受ケーシング内に水流を発生させることで、軸受ケーシング内に滞留する泥やスラリーなどが水流によって攪拌される。これにより、変位センサの検知面に泥やスラリーなどの異物が堆積または付着することが防止され、測定の信頼性が向上する。また、水中軸受の周りの水が効果的に攪拌されるため、水中軸受の冷却効率が向上する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、横軸ポンプにおいて、ポンプケーシングを分解せずに水中軸受における摩耗量を正確に計測できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る横軸ポンプの概略構成を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る横軸ポンプの吐出部を拡大して示す図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る横軸ポンプの水中軸受部分の分解斜視図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る横軸ポンプの水中軸受部分を横方向から見た断面図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る横軸ポンプの水中軸受部分を軸方向から見た断面図である。

【図6】図６は、ポンプ運転中の回転軸と水中軸受とを軸方向から見た図である。

【図7】図７は、ポンプ運転停止時の回転軸と水中軸受とを軸方向から見た図である。

【図8】図８は、ポンプ運転停止時の回転軸と水中軸受とを横方向から見た図である。

【図9】図９は、変位センサの設置位置を説明するための図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態の第１変形例に係る横軸ポンプの水中軸受部分を横方向から見た断面図である。

【図11】図１１は、第１の実施形態の第２変形例に係る横軸ポンプの水中軸受部分を横方向から見た断面図である。

【図12】図１２は、第１の実施形態の第３変形例に係る横軸ポンプの水中軸受部分を横方向から見た断面図である。

【図13】図１３は、第１の実施形態の第４変形例に係る横軸ポンプの水中軸受部分を横方向から見た断面図である。

【図14】図１４は、図１３に示す水中軸受部分に関して摩耗量の測定原理を説明するための図である。

【図15】図１５は、第２の実施形態に係る横軸ポンプの吐出部を拡大して示す図である。

【図16】図１６は、図１５に示す横軸ポンプのツバ部の第１例を横方向から見た図（図１６の左図）および軸方向から見た図（図１６の右図）である。

【図17】図１７は、図１５に示す横軸ポンプのツバ部の第２例を横方向から見た図（図１７の左図）および軸方向から見た図（図１７の右図）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、添付の図面を参照して、実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

【0021】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る横軸ポンプ１０の概略構成を示す図である。図１に示すように、横軸ポンプ１０は、水平方向に延びる回転軸１１と、回転軸１１に固定された羽根車１２と、羽根車１２が収容されるポンプケーシング１３と、を有している。

【0022】

ポンプケーシング１３は、湾曲した流路を画定する筒形状を有しており、下向きに開口する吸込口１３ａと水平方向に開口する吐出口１３ｂとを有している。ポンプケーシング１３内に収容された羽根車１２は、吐出口１３ｂの近くに吐出口１３ｂの中心軸線と同軸状に配置されている。

【0023】

図２は、横軸ポンプ１０の吐出部を拡大して示す図である。図２に示すように、ポンプケーシング１３内において羽根車１２と吐出口１３ｂとの間には、軸受ケーシング１４が配置されている。軸受ケーシング１４は、略半球形状を有しており、ポンプケーシング１３の内面から径方向に延びる複数のリブ１３ｃによって、ポンプケーシング１３の内面から離間した位置に支持されている。

【0024】

軸受ケーシング１４内には、水中軸受ケース１６に保持された水中軸受１５が、吐出口１３ｂの中心軸線と同軸状に配置されている。

【0025】

図３は、横軸ポンプ１０の水中軸受部分の分解斜視図であり、図４は、横軸ポンプ１０の水中軸受部分を横方向から見た断面図であり、図５は、横軸ポンプ１０の水中軸受部分を軸方向から見た断面図である。

【0026】

図３〜図５に示すように、水中軸受ケース１６は、たとえば箱形状を有しており、その中心部には水平方向に延びる貫通孔１６ｂが形成されている。水中軸受１５は、円筒形状を有するすべり軸受であり、水中軸受ケース１６の貫通孔１６ｂに嵌挿されて保持されている。

【0027】

水中軸受１５の材質としては、たとえば、潤滑剤として給脂（グリース）を使用しなくても運転可能な樹脂（例えばＰＥＥＫ）が好適に用いられる。運転時の給脂が不要な樹脂軸受は、給脂作業や使用済み油の処理が不要であり、維持管理性が高い。一方で、樹脂軸受は、給脂が必要な軸受に比べて摩耗が大きい特性があるが、本実施の形態では、後述する変位センサ１７により摩耗状況の定期的な把握が可能である。

【0028】

なお、水中軸受１５の材質は、運転時の給脂が不要な樹脂に限定されるものではなく、ゴム、セラミックスなどの一般的にすべり軸受として使用されるものであってもよい。

【0029】

図１に戻って、ポンプケーシング１３のうち湾曲方向外周側には、ポンプケーシング１３の壁面を貫通する軸封装置１８が設けられている。軸封装置１８は、吐出口１３ｂの中心軸線と同軸状に設けられている。回転軸１１は、軸封装置１８を介してポンプケーシング１３の内部に挿設されている。

【0030】

水平方向に延びる回転軸１１の先端部は、ポンプケーシング１３内に配置された軸受ケーシング１４内に収容され、軸受ケーシング１４内に配置された水中軸受１５により回転可能に支持されている。

【0031】

一方、回転軸１１の基端部は、ポンプケーシング１３の外部に配置された外軸受１９により回転可能に支持されている。外軸受１９には、たとえば転がり軸受が用いられる。

【0032】

回転軸１１のうち外軸受１９より更に基端側には、カップリング２２を介して原動機（図示しない）が接続されている。原動機から出力される駆動力によって回転軸１１と羽根車１２とが一体に回転されるようになっている。ここで、水中軸受１５は、回転軸１１からの下方荷重を受けながら摺動するため、ポンプの使用を続けると軸受下側が摩耗することになる。一方、外軸受１９は、回転軸１１からの下方荷重を転がり軸受で受けるため、摩耗はほとんど生じない。

【0033】

図１および図２に示すように、軸受ケーシング１４内には、回転軸１１との間の間隔を測定する変位センサ１７が、回転軸１１の上面に対向して配置されている。変位センサ１７が回転軸１１の上面に対向して配置されていることで、ポンプ運転停止時に回転軸１１が水中軸受１５に密着した状態において、回転軸１１の下方変位（すなわち水中軸受１５の摩耗量）を正確に計測することができる。

【0034】

より詳しくは、図９に示すように、回転軸１１を軸方向先端側から見て、吐出口１３ｂの中心軸線の位置を基点Ｏとし、反時計回りに、右方向を０°、上方向を９０°、左方向を１８０°、下方向を２７０°としたときに、仮に変位センサ１７が回転軸１１の横方向、すなわち０°または１８０°の位置に配置されている場合、軸受下側の摩耗に対して変位センサ１７と回転軸１１との間の間隔はほとんど変化しないため、変位センサ１７によって回転軸１１の変位を正確に計測することができない。

【0035】

これに対し、本実施の形態のように、変位センサ１７が回転軸１１の上面に対向して配置されていれば、軸受下側が摩耗するのに比例して変位センサ１７と回転軸１１との間の間隔が広がっていくため、回転軸１１の変位（すなわち水中軸受１５の摩耗量）を正確に計測することができる。具体的には、たとえば、変位センサ１７は、０°より大きく１８０°未満の角度範囲に配置されているのが好ましく、４５°〜１３５°の角度範囲に配置されているのがより好ましく、６０°〜１２０°の角度範囲に配置されているのが更に好ましい。

【0036】

変位センサ１７には、水中でも計測可能な非接触式センサ（たとえば渦電流損式センサ）が用いられる。渦電流損式センサは、対象物とセンサとの間の距離により変化する渦電流損を検知することで、高精度でリニアな測定が可能である。また、渦電流損式センサは、温度変化に強いという特性もある。

【0037】

本実施の形態では、図１および図２に示すように、回転軸１１は、水中軸受１５よりも羽根車１２とは反対側（すなわち吐出口１３ｂ側）に突出しており、変位センサ１７は、回転軸１１の突出した部分に対向するように、水中軸受１５に対して羽根車１２とは反対側に配置されている。

【0038】

図示された例では、変位センサ１７は、水中軸受１５を保持する水中軸受ケース１６に保持されている。より詳しくは、図３および図４に示すように、水中軸受ケース１６の天井部分には、羽根車１２とは反対側に突出した板状部分１６ａが設けられており、当該板状部分１６ａに上下方向に貫通する貫通孔１６ｃが形成されており、変位センサ１７は、当該貫通孔１６ｃに嵌挿されて保持されている。

【0039】

上述したように、ポンプの使用を続けると、水中軸受１５は軸受下側が摩耗するのに対し、外軸受１９はほとんど摩耗しないため、図８に示すように、回転軸１１は先端側ほど大きく変位するように徐々に斜めに傾いていく。このような状況に対し、本実施の形態では、変位センサ１７が回転軸１１の突出した部分に対向するように配置されているため、回転軸１１の微小な変位を増幅してより正確に計測することが可能である。

【0040】

図２に示すように、変位センサ１７には、演算処理装置２０が通信接続されている。演算処理装置２０は、変位センサ１７から計測値を受け取るととともに、原動機などからポンプ運転信号を受け取り、変位センサ１７の計測値をポンプの運転状態（「ポンプ運転中」または「運転停止中」など）とともに端末装置２１に表示するようになっている。

【0041】

次に、このような構成からなる横軸ポンプ１０の動作を説明する。

【0042】

ポンプ運転時には、原動機から出力される駆動力によって羽根車１２と回転軸１１とが一体に回転される。羽根車１２の回転によりポンプケーシング１３内の液体が流動されることで、吐出口１３ｂから液体が吐き出されるとともに、吸込口１３ａから新たな液体が吸い込まれる。

【0043】

図６に示すように、ポンプ運転中は、水中軸受１５内に液体の潤滑膜が形成され、回転軸１１が水中軸受１５の内面から浮いた状態となる。このとき、変位センサ１７は、変位センサ１７と回転軸１１との間の間隔を測定する。これにより、ポンプ運転中の回転軸１１の軸変位（回転中の平均値、最小値、最大値）をリアルタイムで計測することができる。

【0044】

変位センサ１７は、回転軸１１が一回転する間に４箇所以上計測する周期、すなわち回転軸１１の回転周期の４分の１以下の短い周期で測定することが望ましい。

【0045】

演算処理装置２０は、変位センサ１７の計測値を「ポンプ運転中」の表示とともに端末装置２１に表示する。端末装置２１の表示を確認するユーザは、「ポンプ運転中」の表示を見ることで、端末装置２１に表示された変位センサ１７の計測値が、水中軸受１５の摩耗量ではなく回転軸１１の軸変位を表していると判断することができる。

【0046】

一方、図７に示すように、ポンプ運転停止時には、回転軸１１は重力の影響により水中軸受１５の下側部分に密着して静止する。変位センサ１７は、回転軸１１の上面に対向して配置されているため、回転軸１１が水中軸受１５に密着した状態における回転軸１１の下方変位（すなわち摩耗量）を正確に計測することができる。

【0047】

また、上述したように、ポンプの使用を続けると、水中軸受１５は軸受下側が摩耗するのに対し、外軸受１９はほとんど摩耗しないため、水中軸受１５の摩耗が進行するにつれて、回転軸１１は先端側ほど大きく変位するように徐々に斜めに傾いていくが、変位センサ１７が回転軸１１の突出した部分に対向するように配置されているため、回転軸１１の微小な変位を増幅してより正確に計測することが可能である。

【0048】

また、たとえばポンプケーシング１３の外側に配置されるカップリング２２などに、回転方向における軸位置の基準点（マーク）を予め設けておき、ポンプ運転停止時に、基準点がどの位置（角度）にあるのかを推定し、推定した軸位置（角度）に基づいて、変位センサ１７の計測値に対する補正値を算出するようにしてもよい。

【0049】

演算処理装置２０は、変位センサ１７の計測値を「ポンプ運転停止中」の表示とともに端末装置２１に表示する。端末装置２１の表示を確認するユーザは、「ポンプ運転停止中」の表示を見ることで、端末装置２１に表示された変位センサ１７の計測値が、回転軸１１の軸変位ではなく水中軸受１５の摩耗量を表していると判断することができる。

【0050】

以上のような本実施の形態によれば、回転軸１１が水平方向に延びているため、水中軸受１５は回転軸１１からの下方荷重を受けながら摺動し、軸受下側が摩耗することになり、摩耗分だけ回転軸１１が下方に変位することになるが、変位センサ１７が回転軸１１の上面に対向して配置されているため、ポンプ運転停止時に回転軸１１１が水中軸受１５に密着した状態において、回転軸１１の最大変位（すなわち水中軸受１５の摩耗量）を正確に計測することができる。また、泥やスラリーなどの異物が変位センサ１７の検知面に堆積、付着することも防止できる。

【0051】

また、本実施の形態によれば、水中軸受１５の摩耗が進行するにつれて、回転軸１１が先端側ほど大きく変位するように徐々に斜めに傾いていく場合に、変位センサ１７が回転軸１１の突出した部分、すなわち、より先端側の部分に対向するように配置されているため、回転軸１１の微小な変位を増幅してより正確に計測することができる。

【0052】

また、本実施の形態によれば、変位センサ１７が水中軸受１５を保持する水中軸受ケース１６に保持されているため、軸受ケーシング１４内において、変位センサ１７を保持するために新たに部材を設置する必要がなく、装置構成が単純である。

【0053】

なお、上述した実施の形態では、変位センサ１７が水中軸受１５に対して羽根車１２とは反対側に配置されていたが、これに限定されるものではない。レイアウトや軸受ケーシング１４内のスペースの制約により、変位センサ１７を水中軸受１５に対して羽根車１２とは反対側に配置できない場合には、図１０に示すように、変位センサ１７を水中軸受１５の途中に配置してもよいし、図１１に示すように、変位センサ１７を水中軸受１５に対して羽根車１２と同じ側に配置してもよい。これらの場合であっても、水中軸受１５の摩耗を正確に検出することは可能である。また、これらの場合には、回転軸１１を水中軸受１５よりも羽根車１２とは反対側に突出させる必要がないので、既設ポンプの改造時などにおいて、回転軸１１の取替などの大掛かりな改造をせずに変位検知が可能となる。

【0054】

また、上述した実施の形態では、変位センサ１７が回転軸１１の上面に対向する位置にのみ設けられていたが、これに限定されるものではなく、たとえば図１２に示すように、回転軸１１の上面に対向する位置に設けられた変位センサ１７（以下、第１の変位センサともいう）に対して所定角度（たとえば９０°）離れた位置に、第２の変位センサ１７１が更に設けられていてもよい。第１の変位センサ１７の計測値と第２の変位センサ１７１の計測値とを比較、分析することにより、回転中の回転軸１１の軸変位の変化量を推定することができる。

【0055】

また、図１３に示すように、第１の変位センサ１７に加えて、回転軸１１の下面に対向する位置に、第３の変位センサ１７２が更に設けられていてもよい。この場合、図１４に示すように、ポンプ運転停止時において、第１の変位センサ１７の初期値（または設計値）をａ、計測値をａ＋Δａとし、第２の変位センサ１７３の初期値（または設計値）をｂ、計測値をｂ−Δｂとすると、水中軸受１５の摩耗量がΔｂとなり、回転軸１１の外周面に設けられた軸スリーブ（図示しない）の摩耗量がΔａ−Δｂとなる。したがって、水中軸受１５の摩耗量と軸スリーブの摩耗量の両方を精度よく計測することができる。

【0056】

また、図１３に示すように、第１の変位センサ１７に加えて、回転軸１１の下面に対向する位置に、第３の変位センサ１７２が更に設けられている場合には、水中軸受１５の下側部分がある程度摩耗しても、水中軸受１５を水中軸受ケース１６および変位センサ１７、１７２ごと上下反転させて再利用することで、水中軸受１５の寿命を２倍に延ばすことができる。また、この場合、変位センサ１７、１７２による摩耗量の監視により、上下反転に適切な時期をユーザに報知するように構成してもよい。

【0057】

（第２の実施形態）
図１５は、第２の実施形態に係る横軸ポンプ１０の吐出部を拡大して示す図である。第２の実施の形態において、上述した第１の実施形態と同様に構成され得る部分について、第１の実施形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

【0058】

第２の実施の形態では、図１５に示すように、軸受ケーシング１４内において、水中軸受１５と羽根車１２との間の回転軸１１には、ツバ部３１が設けられている。ツバ部３１は、回転軸１１と一体に回転することで軸受ケーシング１４内に水流を発生させるようになっている。

【0059】

図１６は、ツバ部３１の第１例を横方向から見た図（図１６の左図）および軸方向から見た図（図１６の右図）である。図１６に示す例では、ツバ部３１は、回転軸１１の外周面に固定されるリング部３１ａと、リング部３１ａの外周面に周方向に等間隔に設けられた複数の羽根３１ｂとを有している。リング部３１ａと羽根３１ｂとが回転軸１１と一体に回転される場合、各羽根３１ｂに対して回転方向前方に位置する液体が各羽根３１ｂによって押されることで、軸受ケーシング１４内に水流が発生する。

【0060】

図１７は、ツバ部３１の第２例を横方向から見た図（図１７の左図）および軸方向から見た図（図１７の右図）である。図１７に示す例では、ツバ部３１は、回転軸１１の外周を取り囲む円板部３１ｃと、円板部３１ｃの水中軸受１５側の表面に周方向に等間隔に設けられた複数のフィン３１ｄとを有している。円板部３１ｃとフィン３１ｄとが回転軸１１と一体に回転される場合、各フィン３１ｄに対して回転方向前方に位置する液体が各フィン３１ｄによって押されることで、軸受ケーシング１４内に水流が発生する。

【0061】

このような第２の実施形態によれば、ツバ部３１が回転軸１１と一体に回転して軸受ケーシング１４内に水流を発生させることで、軸受ケーシング１４内に滞留する泥やスラリーなどが水流によって攪拌される。これにより、変位センサ１７の検知面に泥やスラリーなどの異物が堆積または付着することが防止され、変位センサ１７による測定の信頼性が向上する。また、水中軸受１５の周りの水が効果的に攪拌されるため、水中軸受１５の冷却効率が向上する。

【0062】

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0063】

１０ ポンプ
１１ 回転軸
１２ 羽根車
１３ ポンプケーシング
１３ａ 吸込口
１３ｂ 吐出口
１３ｃ リブ
１４ 軸受ケーシング
１５ 水中軸受
１６ 水中軸受ケース
１７ 変位センサ
１８ 軸封装置
１９ 外軸受
２０ 演算処理装置
２１ 端末装置
２２ カップリング
３１ ツバ部
３１ａ リング部
３１ｂ 羽根
３１ｃ 円板部
３１ｄ フィン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】