(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記吊り下げ式歩廊は、前記連結軸の直径よりも大きい幅を持つ切り欠きを有し、前記連結軸は前記切り欠きを通って上下に延びている、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のポンプシステム。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
地震等での不同沈下が起こると、ポンプとポンプ駆動機とを連結する連結軸の芯ずれが起こることがある。芯ずれがある状態でポンプを運転させると、ポンプが大きく振動し、ポンプが故障するおそれがある。したがって、実際の災害発生時においては、各機器単体の状態だけでなく、ポンプとポンプ駆動機とを連結する連結軸の芯ずれなどをチェックする必要がある。
【0006】
しかしながら、インフラ用の大型ポンプ設備においては、連結軸は、ポンプの据付床から高い位置にあり、連結軸も大きく(長く)なっているため、連結軸を点検するためには、大きな足場を組み立てる必要があり、多大な労力と時間がかかっていた。ポンプの運転開始の遅れは浸水被害につながるため、災害時に速やかに点検を実施することはポンプ設備にとって非常に重要である。
【0007】
そこで、本発明は、作業員が、速やかにかつ容易に連結軸にアクセスできるポンプシステム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】
【0008】
一態様によれば、ポンプ据付床に支持された立軸ポンプと、前記ポンプ据付床の上方に配置された駆動機据付床に設置されたポンプ駆動機と、前記立軸ポンプと前記ポンプ駆動機とを
軸継手を介して連結する連結軸と、前記駆動機据付床に固定され、前記ポンプ駆動機の少なくとも一部が固定された架台と、前記架台の下方に配置された吊り下げ式歩廊とを備え
、前記ポンプ駆動機の駆動軸と前記連結軸とを連結する前記軸継手は、前記吊り下げ式歩廊と前記駆動機据付床との間に位置している、ポンプシステムが提供される。
【0009】
一態様では、前記吊り下げ式歩廊は、吊り下げ部材によって前記架台または前記駆動機据付床から吊り下げられている。
一態様では、前記連結軸は、前記吊り下げ式歩廊を貫通して延びている。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記架台と前記吊り下げ式歩廊との間に配置されたカップリングカバーをさらに備える。前記カップリングカバーは前記連結軸を囲むように配置されている。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記駆動機据付床から前記吊り下げ式歩廊に延びる登降補助装置をさらに備える。
【0010】
一態様では、前記ポンプシステムは、前記架台の下面に固定されたフックをさらに備える。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記架台の下面に固定されたレールをさらに備える。
一態様では、前記吊り下げ式歩廊は、前記連結軸の直径よりも大きい幅を持つ切り欠きを有し、前記連結軸は前記切り欠きを通って上下に延びている。
一態様では、前記吊り下げ式歩廊の側面には、安全柵が取り外し可能に取り付けられている。
一態様では、前記ポンプシステムは、前記立軸ポンプを傾動可能に支持するフレキシブルポンプベースをさらに備える。前記立軸ポンプは、前記フレキシブルポンプベースによって前記ポンプ据付床に支持されている。
一態様では、前記駆動機据付床は、前記ポンプ駆動機の前記駆動軸を通すための挿通孔を有しており、前記吊り下げ式歩廊は、前記挿通孔よりも小さい。
【発明の効果】
【0011】
架台の下方に吊り下げ式歩廊が予め設けられているので、作業員は駆動機据付床から吊り下げ式歩廊に移動して、吊り下げ式歩廊上で、連結軸の点検や芯出し作業を安全かつ速やかに実施することができる。結果として、地震等の災害時において、連結軸の点検および/または芯出し作業を完了した後に、立軸ポンプを速やかに始動させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、ポンプシステムの一実施形態を示す模式図である。
図1に示すように、ポンプシステムは、吸込水槽1内の液体を汲み上げる立軸ポンプ20と、立軸ポンプ20を駆動するポンプ駆動機12とを備えている。本実施形態の立軸ポンプ20は、治水(河川排水)や公共下水道などに使用される大型立軸ポンプであり、概ね1000mm以上の口径を有している。
【0014】
立軸ポンプ20は、ポンプ据付床2に設置され、ポンプ駆動機12は駆動機据付床6に設置されている。駆動機据付床6は、ポンプ据付床2の上方に配置されている。立軸ポンプ20とポンプ駆動機12は、連結軸15によって連結されている。立軸ポンプ20は、鉛直方向に延びる回転軸32と、回転軸32に固定された羽根車31と、内部に羽根車31を収容するポンプケーシング27と、ポンプケーシング27の上端に接続された揚水管28と、揚水管28の上端に接続された吐出曲管30と、吐出曲管30の吐出側の端部に接続された吐出配管34とを備えている。
【0015】
ポンプケーシング27は、揚水管28によって吸込水槽1内に吊り下げられている。ポンプケーシング27は、吸込ベルマウス22と、インペラケーシング21と、吐出ボウル24とを備えている。吐出ボウル24の上端は、揚水管28の下端に接続されている。インペラケーシング21の上端は、吐出ボウル24の下端に接続されている。吸込ベルマウス22は、下方に開口した吸込口22aを有しており、吸込ベルマウス22の上端はインペラケーシング21の下端に接続されている。吸込口22aは、ポンプケーシング27の下端に形成されている。羽根車31は、インペラケーシング21および吐出ボウル24内に収容されている。吐出配管34は、ポンプケーシング27の下流側に配置されている。
【0016】
揚水管28は、吸込水槽1の上壁を構成するポンプ据付床2に形成された開口5を通して下方に延びている。揚水管28の上端には取り付けフランジ33が固定されている。取り付けフランジ33は、ポンプ据付床2に設置されたフレキシブルポンプベース35に連結されている。立軸ポンプ20は、フレキシブルポンプベース35を介してポンプ据付床2に支持されている。フレキシブルポンプベース35は、立軸ポンプ20の傾動をある程度許容しつつ、立軸ポンプ20とポンプ据付床2との隙間を封止し、吸込水槽1内の水位が上昇しても床上が浸水しないようにすることができる水密式のポンプ支持装置である。
【0017】
回転軸32は、吐出曲管30および揚水管28を通って鉛直方向に延びており、回転軸32の下端は、ポンプケーシング27内に位置している。回転軸32は、外軸受45および水中軸受41によって回転可能に支持されている。外軸受45は、吐出曲管30の上部に固定され、回転軸32の上部を支持している。水中軸受41は、吐出ボウル24内に収容され、回転軸32の下部を支持している。吐出ボウル24の内部には内側ボウル25が配置されており、内側ボウル25は、複数のガイドベーン37によって吐出ボウル24に連結されている。水中軸受41は、支持部材41aを介して内側ボウル25の内面に固定されている。回転軸32は吐出曲管30から上方に突出して延びている。揚水管28内に回転軸32を支持する水中軸受をさらに配置してもよい。
【0018】
複数のガイドベーン37は、羽根車31の上方(吐出側)に配置されている。吐出ボウル24の内面と内側ボウル25の外面との間には液体の流路が形成されている。羽根車31が回転すると、吸込水槽1内の液体がポンプケーシング27の吸込口22aから吸い込まれる。液体は、羽根車31の回転により、ポンプケーシング27、揚水管28、吐出曲管30を通って吐出配管34に移送される。
【0019】
駆動機据付床6は、ポンプ据付床2の上方に位置している。ポンプ駆動機12の駆動軸12aは、駆動機据付床6に形成された挿通孔8および架台13を通って下方に延びている。架台13は、挿通孔8を塞ぐように駆動機据付床6に固定されている。ポンプ駆動機12の駆動軸12aは、連結軸15を介して回転軸32に連結されている。より具体的には、連結軸15の一端は、軸継手51によってポンプ駆動機12の駆動軸12aに連結され、連結軸15の他端は、軸継手52によって回転軸32に連結されている。軸継手51は、自在継手またはたわみ継手から構成される。軸継手52も、自在継手またはたわみ継手から構成されてもよい。回転軸32および羽根車31は、ポンプ駆動機12により回転されるように構成されている。
【0020】
ポンプ駆動機12は、原動機11と、減速機10とを備えている。減速機10は、架台13上に設置されている。減速機10は原動機11に連結されており、回転軸32は連結軸15を介して減速機10に連結されている。原動機11としては、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン、電動機などを使用することができる。本実施形態では、ポンプ駆動機12の駆動軸12aは、減速機10の出力軸である。連結軸15の一端は、軸継手51によってポンプ駆動機12の駆動軸12aである減速機10の出力軸に連結されている。回転軸32および羽根車31は、減速機10を介して原動機11により回転される。
【0021】
ポンプ駆動機12は、駆動機据付床6上に設置されている。具体的には、原動機11は、駆動機据付床6上に固定され、減速機10は、架台13を介して駆動機据付床6上に固定されている。ポンプ駆動機12は減速機10を持たない場合もある。そのような場合は、原動機11は架台13に固定され、ポンプ駆動機12の駆動軸12aを構成する原動機11の出力軸は、連結軸15および軸継手51,52によって回転軸32に連結される。
【0022】
ポンプシステムは、架台13の下方に配置された吊り下げ式歩廊60をさらに備えている。本実施形態では、吊り下げ式歩廊60は、複数の吊り下げ部材62によって架台13から吊り下げられている。吊り下げ部材62の上端は架台13の下面に固定され、吊り下げ部材62の下端は吊り下げ式歩廊60に固定されている。吊り下げ式歩廊60は、全体として水平に配置されており、一例では四角形の板状の部材である。吊り下げ式歩廊60は、鋼鉄製であり、その上に人が乗っても変形しない機械的剛性を有している。吊り下げ式歩廊60の一部または全部は、グレーチング構造を有してもよい。グレーチング構造は、吊り下げ式歩廊60の下側から上側、または上側から下側への視認性を確保することができ、採光により作業性を向上させることができ、さらに吊り下げ式歩廊60を軽量化することができる。
【0023】
架台13には、作業員が通れる程度の大きさの通孔65が形成されている。さらに、この通孔65には登降補助装置としてのはしご70が挿入されている。はしご70は、架台13または駆動機据付床6に固定される。はしご70は、駆動機据付床6から通孔65を通って吊り下げ式歩廊60まで延びている。作業員は、はしご70を用いて駆動機据付床6から吊り下げ式歩廊60に容易に降りることができ、かつ吊り下げ式歩廊60から駆動機据付床6に容易に登ることができる。立軸ポンプ20のオーバーホールなどのときに架台13を駆動機据付床6から容易に取り外せるようにするために、はしご70は取り外し可能に架台13または駆動機据付床6に固定されてもよい。はしご70は、伸縮式のはしごであってもよい。一実施形態では、登降補助装置として、はしご70に代えて、階段を設けてもよい。
【0024】
連結軸15は、吊り下げ式歩廊60を貫通して鉛直方向に延びている。ポンプ駆動機12の駆動軸12aと連結軸15とを連結する軸継手51(自在継手、たわみ継手など)は、吊り下げ式歩廊60と駆動機据付床6との間に位置している。したがって、吊り下げ式歩廊60上の作業員は、連結軸15および軸継手51を点検し、必要であれば、芯出し作業などの作業を吊り下げ式歩廊60上で実施することができる。
【0025】
図2は、
図1に示す吊り下げ式歩廊60の拡大図である。吊り下げ式歩廊60の側面には、複数の安全柵75が固定されている。
図2では1つの安全柵75のみが描かれているが、吊り下げ式歩廊60の全体を囲むように複数の安全柵75が吊り下げ式歩廊60のそれぞれの側面に固定されている。安全柵75は、吊り下げ式歩廊60の各側面から上方に延びており、かつ各側面の片側から反対側まで延びている。安全柵75の下端は、ボルト76により吊り下げ式歩廊60の側面に取り外し可能に固定されている。
【0026】
図3は、架台13と吊り下げ式歩廊60との間にカップリングカバー80が配置された一実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は
図1および
図2を参照して説明した構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、カップリングカバー80は、図示しないボルトによって吊り下げ式歩廊60の上面に取り外し可能に固定されている。一実施形態では、カップリングカバー80は、図示しないボルトによって架台13の下面に取り外し可能に固定されてもよい。
【0027】
カップリングカバー80は、縦割りの分割構造を有する中空の部材である。カップリングカバー80は連結軸15を囲むように配置されている。より具体的には、カップリングカバー80は、ポンプ駆動機12の駆動軸12aと連結軸15とを連結する軸継手51を少なくとも囲むように配置されている。本実施形態では、カップリングカバー80は円筒形状であるが、軸継手51を囲むことができる限りにおいて、他の形状を有してもよい。
【0028】
カップリングカバー80は、吊り下げ式歩廊60上の作業員がカップリングカバー80の内部を観察することができるように、複数の開口81を有している。カップリングカバー80は、メッシュ部材から構成されてもよい。カップリングカバー80は、作業員が、回転する連結軸15および軸継手51に接触することを防止することができ、作業の安全性向上に寄与する。カップリングカバー80は複数の開口81を有しているので、作業員は安全に点検作業を実施することができる。芯出し作業を実施するときは、カップリングカバー80を吊り下げ式歩廊60から取り外すことで、作業員は軸継手51および連結軸15にアクセスすることができる。特に、カップリングカバー80は、縦割りの分割構造を有するので、カップリングカバー80を連結軸15から容易に離すことができる。
【0029】
図4は、吊り下げ式歩廊60の上方にフック85が設けられた一実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は
図1および
図2を参照して説明した構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、架台13の下面には、フック85が固定されている。本実施形態では複数のフック85が設けられているが、1つのフック85でもよい。フック85は、連結軸15の芯調整や取り外し作業の際に、図示しないチェーンブロックを取り付け、連結軸15を保持、吊り下げるために使用される。
【0030】
ポンプ駆動機12の駆動軸12aと連結軸15との芯ずれが許容値を超えていることが点検で確認された場合には、連結軸15を一旦外して、芯出し作業をする必要がある。連結軸15はかなりの重量を有するので、従来の作業では、減速機10を外し、クレーンで連結軸15を吊り上げなければならなかった。本実施形態によれば、フック85にチェーンブロックなどの簡易な揚重機器を取り付け、この揚重機器により連結軸15を支持することができる。したがって、減速機10を外す必要はなく、芯出し作業を速やかに完了させることができる。
【0031】
図5は、切り欠き90が形成された吊り下げ式歩廊60の一実施形態を示す上面図である。特に説明しない本実施形態の構成は
図4を参照して説明した構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。切り欠き90は、吊り下げ式歩廊60の側面から中央部に延びるスリットであり、切り欠き90の内側端部は、吊り下げ式歩廊60の中央部に位置している。切り欠き90は、連結軸15の直径よりも大きい幅を有している。連結軸15は切り欠き90を通って上下に延びている。連結軸15の外側には、安全蓋91が配置されており、安全蓋91は切り欠き90の外側領域を覆っている。安全蓋91はボルト93によって吊り下げ式歩廊60に着脱可能に取り付けられている。
【0032】
修理などのために連結軸15を搬出するときは、次のようにして連結軸15を吊り下げ式歩廊60から外すことができる。まず、ボルト93を外して、安全蓋91を吊り下げ式歩廊60から外す。さらに、切り欠き90が形成されている側面に固定されている安全柵75を吊り下げ式歩廊60から外す。安全柵75は、
図4に示すボルト76を取り外すことにより吊り下げ式歩廊60から外すことができる。そして、フック85にチェーンブロック等の揚重機器を取り付け、連結軸15を揚重機器で支持した後、軸継手51,52を外し、
図6に示すように、連結軸15を切り欠き90内で移動させて、吊り下げ式歩廊60の外に出す。その後、揚重機器により連結軸15をポンプ据付床2まで下げる。本実施形態によれば、減速機10を取り外すことなく、連結軸15を搬出することが可能である。したがって、修理を迅速に行うことができ、ポンプシステムの信頼性が向上する。
【0033】
図4では、揚重機器を取り付ける装置をフック85としているが、上記のように切り欠き90内での連結軸15の移動(取り外し)をより容易にするため、
図7に示すように、フック85に替えて、揚重機器を移動可能に取り付けることができるレール86を架台13に設けてもよい。
図7はレール86の断面を示している。レール86の形状は、揚重機器が取り付け可能であれば特に限定されない。レール86は、架台13の下面に固定されており、
図5および
図6に示す切り欠き90の長手方向と平行に延びている。
図7に示す実施形態によれば、レール86にチェーンブロックなどの揚重機器を移動可能に取り付け、連結軸15を吊り下げた揚重機器をレール86に沿って移動させることにより、連結軸15を切り欠き90内で移動させて、容易に吊り下げ式歩廊60の外に出すことができる。本実施形態では複数のレール86が設けられているが、1つのレール86でもよい。
【0034】
図8は、
図1に示すフレキシブルポンプベース35の詳細構造を示す図である。フレキシブルポンプベース35は、立軸ポンプ20の取り付けフランジ33に固定された環状の可動ベース101と、ポンプ据付床2に固定された環状の固定ベース102と、可動ベース101と固定ベース102との間に挟まれた弾性リング105とを備えている。可動ベース101は取り付けフランジ33に隙間なく接触している。固定ベース102は可動ベース101を囲むように配置されている。
【0035】
本実施形態では、2つの弾性リング105が並列に配置されているが、弾性リング105の数は本実施形態に限定されない。弾性リング105は、可動ベース101の外周面と固定ベース102の内周面の両方に接触しており、可動ベース101と固定ベース102との間の隙間を封止するシールとして機能する。可動ベース101は、可動側円筒部101aと、この可動側円筒部101aから外側に張り出す可動側フランジ101bを有している。固定ベース102は、固定側円筒部102aと、この固定側円筒部102aから外側に張り出す固定側フランジ102bを有している。可動側フランジ101bの下面は固定側フランジ102bの上面に対向している。2つの弾性リング105は、可動側円筒部101aの外周面と、固定側円筒部102aの内周面との間に挟まれている。
【0036】
可動ベース101と固定ベース102との間に弾性リング105が鉛直方向に並んで配置されており、これにより隙間を封止して水密機能を保持している。また、可動ベース101の可動側フランジ101bは、固定ベース102の固定側フランジ102bと直接またはライナ等のシムを介して接しており、立軸ポンプ20の重量を固定ベース102に伝え支持している。また、可動ベース101と固定ベース102は、可動側フランジ101bおよび固定側フランジ102bにおいて、図示しないボルトにより位置決めされている。弾性リング105を2つとして、上下に離間して配置されていることで、可動ベース101が固定ベース102に対して相対的に傾いても、2つの弾性リング105のどちらかは可動ベース101と固定ベース102の両方と接触を維持できるようになっており、可動ベース101と固定ベース102との間の水密を維持しつつ、可動ベース101が固定ベース102に対して相対的にある程度傾動することが許容されている。
【0037】
このようなフレキシブルポンプベース35は、立軸ポンプ20がポンプ据付床2に対してある程度傾くことを許容する。
図9に示すように、可動ベース101の可動側フランジ101bと、固定ベース102の固定側フランジ102bとの間の隙間にシム(ライナまたはスペーサなど)110を挿入することで、立軸ポンプ20のポンプ据付床2に対する角度を変えることができる。見方を変えれば、不同沈下等によりポンプ据付床2が傾いた場合、可動側フランジ101bと固定側フランジ102bとの間にシム110を挿入することで、立軸ポンプ20を鉛直姿勢にすることができる。
【0038】
立軸ポンプ20の傾きを調整する実際の作業について説明する。まず、フレキシブルポンプベース35の水平度を確認し、水平度(傾き)が立軸ポンプ20の許容値から外れていた場合、軸継手52を外し、立軸ポンプ20の傾きをシム110を用いて調整する。その後、連結軸15と立軸ポンプ20とポンプ駆動機12との芯を確認し、芯ずれが許容値から外れていれば、自在継手またはたわみ継手などから構成されている軸継手51,52の調整により、芯を出す。このように、吊り下げ式歩廊60とフレキシブルポンプベース35との組み合わせにより、立軸ポンプ20を主とした回転系全体の傾きを速やかに調整することができ、結果として立軸ポンプ20を速やかに始動させることができる。
【0039】
図10は、吊り下げ式歩廊60の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、
図1に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、吊り下げ式歩廊60は、駆動機据付床6から吊り下げられている。より具体的には、吊り下げ部材62の上端は駆動機据付床6に図示しないボルトにより固定されており、吊り下げ式歩廊60は吊り下げ部材62によって駆動機据付床6から吊り下げられている。本実施形態でも、吊り下げ式歩廊60は架台13の下方に配置されており、作業員は駆動機据付床6から吊り下げ式歩廊60に容易に移動することができる。
【0040】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。