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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022048527
(43)【公開日】2022-03-28
(54)【発明の名称】立軸ポンプ
(51)【国際特許分類】
F04D 29/046 20060101AFI20220318BHJP
F04D 13/00 20060101ALI20220318BHJP
F04D 29/58 20060101ALI20220318BHJP
F04D 29/043 20060101ALI20220318BHJP
【ＦＩ】
F04D29/046 A
F04D13/00 D
F04D29/58 F
F04D29/043 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020154393
(22)【出願日】2020-09-15
(71)【出願人】
【識別番号】000151058
【氏名又は名称】株式会社電業社機械製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100120396
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】根岸 道明
(72)【発明者】
【氏名】木村 辰美
【テーマコード（参考）】
3H130
【Ｆターム（参考）】
3H130AA03
3H130AB13
3H130AB22
3H130AB50
3H130AC10
3H130BA33A
3H130BA33D
3H130BA33E
3H130BA33J
3H130BA44A
3H130BA44D
3H130BA44E
3H130BA44J
3H130BA46A
3H130BA46D
3H130BA46E
3H130BA46J
3H130BA98A
3H130BA98D
3H130BA98E
3H130BA98J
3H130CA26
3H130DA02X
3H130DB03X
3H130DB11X
3H130DB15X
3H130DG03X
3H130DG04X
3H130DJ02X
3H130EA07A
3H130EA07D
3H130EA07E
3H130EA07J
3H130EB01D
3H130EB01E
3H130EB01J
3H130EB02A
3H130EB02D
3H130EB02E
3H130EB02J
3H130EB04D
3H130EB04E
3H130EB04J
(57)【要約】
【課題】 外部にポンプを設置する必要が無く、低コストで軸受を冷却可能であると共に、土砂による軸受の破損を防止可能な立軸ポンプを提供すること。
【解決手段】 下端に羽根車２が取り付けられ回転駆動される主軸３と、軸受４を介して主軸を回転可能に支持し原水を吸い上げる吸水口５ａを端部に有したケーシング５と、軸受に原水を供給する原水供給機構６とを備え、原水供給機構が、軸受に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器７と、主軸の下部に設けられ軸受に供給される前又は供給された後の原水を主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部８と、濾過水加圧ポンプ部で加圧された原水をケーシング内からケーシング外に排出可能な排出流路９とを備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】 下端に羽根車２が取り付けられ回転駆動される主軸３と、軸受４を介して主軸を回転可能に支持し原水を吸い上げる吸水口５ａを端部に有したケーシング５と、軸受に原水を供給する原水供給機構６とを備え、原水供給機構が、軸受に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器７と、主軸の下部に設けられ軸受に供給される前又は供給された後の原水を主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部８と、濾過水加圧ポンプ部で加圧された原水をケーシング内からケーシング外に排出可能な排出流路９とを備えている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下端に羽根車が取り付けられ回転駆動される主軸と、
軸受を介して前記主軸を回転可能に支持し原水を吸い上げる吸水口を端部に有したケーシングと、
前記軸受に前記原水を供給する原水供給機構とを備え、
前記原水供給機構が、前記軸受に供給する前に前記原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器と、
前記主軸の下部に設けられ前記軸受に供給される前又は供給された後の前記原水を前記主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部と、
前記濾過水加圧ポンプ部で加圧された前記原水を前記ケーシング内から前記ケーシング外に排出可能な排出流路とを備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
軸受を介して前記主軸を回転可能に支持し原水を吸い上げる吸水口を端部に有したケーシングと、
前記軸受に前記原水を供給する原水供給機構とを備え、
前記原水供給機構が、前記軸受に供給する前に前記原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器と、
前記主軸の下部に設けられ前記軸受に供給される前又は供給された後の前記原水を前記主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部と、
前記濾過水加圧ポンプ部で加圧された前記原水を前記ケーシング内から前記ケーシング外に排出可能な排出流路とを備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項2】
請求項１に記載の立軸ポンプにおいて、
前記濾過水加圧ポンプ部が、前記主軸の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有していることを特徴とする立軸ポンプ。
前記濾過水加圧ポンプ部が、前記主軸の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有していることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項3】
請求項１に記載の立軸ポンプにおいて、
前記排出流路が、前記主軸の内部に前記主軸に沿って形成され、
前記濾過水加圧ポンプ部が、前記主軸の内部に形成され前記主軸の外周面に一端が開口していると共に他端が前記排出流路に接続された複数の原水導入流路を備え、
前記複数の原水導入流路が、前記主軸の回転方向に軸線を傾けて開口していることを特徴とする立軸ポンプ。
前記排出流路が、前記主軸の内部に前記主軸に沿って形成され、
前記濾過水加圧ポンプ部が、前記主軸の内部に形成され前記主軸の外周面に一端が開口していると共に他端が前記排出流路に接続された複数の原水導入流路を備え、
前記複数の原水導入流路が、前記主軸の回転方向に軸線を傾けて開口していることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、
前記ケーシングが、内部に前記羽根車より上の前記主軸及び前記軸受を内側に配して保護する保護管と、
前記保護管を前記主軸と共に内側に収納した外側ケーシング部とを備え、
前記原水供給機構が、前記濾過後の前記原水を前記保護管内に供給することを特徴とする立軸ポンプ。
前記ケーシングが、内部に前記羽根車より上の前記主軸及び前記軸受を内側に配して保護する保護管と、
前記保護管を前記主軸と共に内側に収納した外側ケーシング部とを備え、
前記原水供給機構が、前記濾過後の前記原水を前記保護管内に供給することを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、
前記排出流路が、前記吸水口内に配され下端部に前記原水を前記吸水口の中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口を周方向に有した旋回流発生部を備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
前記排出流路が、前記吸水口内に配され下端部に前記原水を前記吸水口の中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口を周方向に有した旋回流発生部を備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、
内部に前記排出流路を有すると共に前記吸水口から下方に突出していると共に下方に向けて前記原水を排出する下方噴出管を備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
内部に前記排出流路を有すると共に前記吸水口から下方に突出していると共に下方に向けて前記原水を排出する下方噴出管を備えていることを特徴とする立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、下端部に羽根車が取り付けられた主軸を回転可能に支持する軸受を冷却可能な立軸ポンプに関するものである。
【背景技術】
【0002】
立軸ポンプは、下端部に羽根車が取り付けられた主軸を軸受で回転可能に支持しているが、通常、軸受の加熱を抑制するために潤滑水を軸受に供給して冷却している。従来、この潤滑水は、水道水等の他圧水であり、立軸ポンプの外部に他圧水用の外部ポンプを設置して供給を行っている。
【0003】
例えば、特許文献１には、保護管で被覆された主軸を支持する軸受に冷却水（潤滑水）を供給する冷却機構を備えている立軸ポンプ装置が記載されている。
この立軸ポンプ装置では、給水タンクと給水ポンプと給水管と冷却制御部とを備えており、給水タンクに貯水された冷却水が給水ポンプによって汲み上げられ、給水管及び給水路を経由して保護管の下端から供給されるようになっている。
この立軸ポンプ装置では、給水タンクと給水ポンプと給水管と冷却制御部とを備えており、給水タンクに貯水された冷却水が給水ポンプによって汲み上げられ、給水管及び給水路を経由して保護管の下端から供給されるようになっている。
【0004】
また、特許文献２には、回転軸を支える水中軸受を内包して固定する保護管と、保護管と立軸ポンプの外部とを連通する連通管とを備え、連通管から保護管内に潤滑水を送水する水中軸受構造が記載されている。この水中軸受構造でも、潤滑水は立軸ポンプの外部の据付床に備えた水槽に蓄えられ、水中ポンプで連通管に送水されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１４－１９０２０７号公報
【特許文献2】特開２０１６－１７４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
従来の特許文献１及び２に記載の技術では、潤滑水を水道水等の他圧水として供給するために外部にポンプを設置する必要があり、高コストになってしまうという不都合があった。また、ポンプを水中モータとの一体構造とする方法もあるが、水中モータは耐久性に劣り、高価であるため、やはりコストが増大してしまう。さらに、水道管が設置されていないところでは、水道水を潤滑水として供給することが困難であった。
また、セラミックス軸受・樹脂軸受を使用する立軸斜流ポンプ等では、一般的に無注水軸受と呼ばれた方式である原水を利用した自己循環により使用されてきたが、豪雨等の洪水時で大量の土砂が原水（河川水）と共に内部に流入した場合、軸受が破損してしまう問題があった。すなわち、主軸を支持する軸受本体の溝に泥水となった原水中の土砂が堆積し、水循環が絶たれて過熱し破損する問題があった。
従来の特許文献１及び２に記載の技術では、潤滑水を水道水等の他圧水として供給するために外部にポンプを設置する必要があり、高コストになってしまうという不都合があった。また、ポンプを水中モータとの一体構造とする方法もあるが、水中モータは耐久性に劣り、高価であるため、やはりコストが増大してしまう。さらに、水道管が設置されていないところでは、水道水を潤滑水として供給することが困難であった。
また、セラミックス軸受・樹脂軸受を使用する立軸斜流ポンプ等では、一般的に無注水軸受と呼ばれた方式である原水を利用した自己循環により使用されてきたが、豪雨等の洪水時で大量の土砂が原水（河川水）と共に内部に流入した場合、軸受が破損してしまう問題があった。すなわち、主軸を支持する軸受本体の溝に泥水となった原水中の土砂が堆積し、水循環が絶たれて過熱し破損する問題があった。
【0007】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、外部にポンプを設置する必要が無く、低コストで軸受を冷却可能であると共に、土砂による軸受の破損を防止可能な立軸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】
【0008】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る立軸ポンプは、下端に羽根車が取り付けられ回転駆動される主軸と、軸受を介して前記主軸を回転可能に支持し原水を吸い上げる吸水口を端部に有したケーシングと、前記軸受に前記原水を供給する原水供給機構とを備え、前記原水供給機構が、前記軸受に供給する前に前記原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器と、前記主軸の下部に設けられ前記軸受に供給される前又は供給された後の前記原水を前記主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部と、前記濾過水加圧ポンプ部で加圧された前記原水を前記ケーシング内から前記ケーシング外に排出可能な排出流路とを備えていることを特徴とする。
【0009】
この立軸ポンプでは、原水供給機構が、軸受に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器と、主軸の下部に設けられ軸受に供給される前又は供給された後の原水を主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部と、濾過水加圧ポンプ部で加圧された原水をケーシング内からケーシング外に排出可能な排出流路とを備えているので、主軸が回転すると濾過水加圧ポンプ部によって加圧された原水を排出流路から外部に押し出すことができる。したがって、外部にポンプを設置しなくても軸受に供給された冷却用の原水をケーシング外に排出させることが可能になる。また、軸受に供給される冷却用の原水は濾過器により濾過されていることで、軸受に原水中のゴミや泥が付着して詰まることを防止することができ、土砂による軸受の破損を防止することができる。
【0010】
第２の発明に係る立軸ポンプは、第１の発明において、前記濾過水加圧ポンプ部が、前記主軸の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有していることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、濾過水加圧ポンプ部が、主軸の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有しているので、主軸が回転すると濾過水加圧ポンプ部の螺旋状溝又は回転フィンも回転して周囲の原水を加圧して排出流路に押し出すことができる。
すなわち、この立軸ポンプでは、濾過水加圧ポンプ部が、主軸の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有しているので、主軸が回転すると濾過水加圧ポンプ部の螺旋状溝又は回転フィンも回転して周囲の原水を加圧して排出流路に押し出すことができる。
【0011】
第３の発明に係る立軸ポンプは、第１の発明において、前記排出流路が、前記主軸の内部に前記主軸に沿って形成され、前記濾過水加圧ポンプ部が、前記主軸の内部に形成され前記主軸の外周面に一端が開口していると共に他端が前記排出流路に接続された複数の原水導入流路を備え、前記複数の原水導入流路が、前記主軸の回転方向に軸線を傾けて開口していることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、複数の原水導入流路が、主軸の回転方向に軸線を傾けて開口しているので、主軸が回転すると原水導入流路に周囲の原水が入ると共に加圧され、排出流路に導かれる。
すなわち、この立軸ポンプでは、複数の原水導入流路が、主軸の回転方向に軸線を傾けて開口しているので、主軸が回転すると原水導入流路に周囲の原水が入ると共に加圧され、排出流路に導かれる。
【0012】
第４の発明に係る立軸ポンプは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記ケーシングが、内部に前記羽根車より上の前記主軸及び前記軸受を内側に配して保護する保護管と、前記保護管を前記主軸と共に内側に収納した外側ケーシング部とを備え、前記原水供給機構が、前記濾過後の前記原水を前記保護管内に供給することを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、ケーシングが、内部に羽根車より上の主軸及び軸受を内側に配して保護する保護管を備え、原水供給機構が、濾過後の原水を保護管内に供給するので、保護管内に供給された原水が軸受を冷却すると共に主軸下部の濾過水加圧ポンプ部まで流れるので、別途軸受に対する原水の供給管を設ける必要がない。
すなわち、この立軸ポンプでは、ケーシングが、内部に羽根車より上の主軸及び軸受を内側に配して保護する保護管を備え、原水供給機構が、濾過後の原水を保護管内に供給するので、保護管内に供給された原水が軸受を冷却すると共に主軸下部の濾過水加圧ポンプ部まで流れるので、別途軸受に対する原水の供給管を設ける必要がない。
【0013】
第５の発明に係る立軸ポンプは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記排出流路が、前記吸水口内に配され下端部に前記原水を前記吸水口の中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口を周方向に有した旋回流発生部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、排出流路が、吸水口内に配され下端部に原水を吸水口の中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口を周方向に有した旋回流発生部を備えているので、旋回流発生部により吸水口下方で発生させる右回りの旋回流により、吸水時に発生し易い左回りの旋回流を相殺させて、渦の発生を抑制することができる。
すなわち、この立軸ポンプでは、排出流路が、吸水口内に配され下端部に原水を吸水口の中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口を周方向に有した旋回流発生部を備えているので、旋回流発生部により吸水口下方で発生させる右回りの旋回流により、吸水時に発生し易い左回りの旋回流を相殺させて、渦の発生を抑制することができる。
【0014】
第６の発明に係る立軸ポンプは、第１から第５の発明のいずれかにおいて、内部に前記排出流路を有すると共に前記吸水口から下方に突出していると共に下方に向けて前記原水を排出する下方噴出管を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、内部に排出流路を有すると共に吸水口から下方に突出していると共に下方に向けて原水を排出する下方噴出管を備えているので、吸水口の中心下方に堆積し易い土砂を、下方噴出管から下方に向けてジェット噴流として噴射される原水により攪拌し吹き飛ばし、安定した排水を継続可能とすることができる。
すなわち、この立軸ポンプでは、内部に排出流路を有すると共に吸水口から下方に突出していると共に下方に向けて原水を排出する下方噴出管を備えているので、吸水口の中心下方に堆積し易い土砂を、下方噴出管から下方に向けてジェット噴流として噴射される原水により攪拌し吹き飛ばし、安定した排水を継続可能とすることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の立軸ポンプによれば、原水供給機構が、軸受に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器と、主軸の下部に設けられ軸受に供給される前又は供給された後の原水を主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部と、濾過水加圧ポンプ部で加圧された原水をケーシング内からケーシング外に排出可能な排出流路とを備えているので、主軸が回転すると濾過水加圧ポンプ部によって加圧された原水を排出流路から外部に押し出すことができる。
したがって、本発明の立軸ポンプでは、外部ポンプが不要で低コストで構成でき、水道管が配設されていない場所でも原水を軸受に供給して冷却することが可能になると共に、土砂による軸受の破損を防止可能となる。
すなわち、本発明の立軸ポンプによれば、原水供給機構が、軸受に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器と、主軸の下部に設けられ軸受に供給される前又は供給された後の原水を主軸の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部と、濾過水加圧ポンプ部で加圧された原水をケーシング内からケーシング外に排出可能な排出流路とを備えているので、主軸が回転すると濾過水加圧ポンプ部によって加圧された原水を排出流路から外部に押し出すことができる。
したがって、本発明の立軸ポンプでは、外部ポンプが不要で低コストで構成でき、水道管が配設されていない場所でも原水を軸受に供給して冷却することが可能になると共に、土砂による軸受の破損を防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係る立軸ポンプの第１実施形態を示す配管及び全体断面図である。
【図2】第１実施形態において、要部を示す拡大断面図である。
【図3】本発明に係る立軸ポンプの第２実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図5】第２実施形態において、濾過水加圧ポンプ部を示す縦断面図である。
【図6】本発明に係る立軸ポンプの第３実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図7】本発明に係る立軸ポンプの第４実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
本実施形態における立軸ポンプ１は、図１及び図２に示すように、下端に羽根車２が取り付けられ回転駆動される主軸３と、軸受（水中軸受）４を介して主軸３を回転可能に支持し原水を吸い上げる吸水口５ａを端部に有したケーシング５と、軸受４に原水を供給する原水供給機構６とを備えている。
なお、本実施形態の立軸ポンプ１は、羽根車２から吐出される流れが主軸３の中心線を軸とする円錐面内にある斜流ポンプである。
なお、本実施形態の立軸ポンプ１は、羽根車２から吐出される流れが主軸３の中心線を軸とする円錐面内にある斜流ポンプである。
【0019】
上記原水供給機構６は、軸受４に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器７と、主軸３の下部に設けられ軸受４に供給される前又は供給された後の原水を主軸３の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部８と、濾過水加圧ポンプ部８で加圧された原水をケーシング５内からケーシング５外に排出可能な排出流路９とを備えている。
【0020】
上記濾過水加圧ポンプ部８は、主軸３の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有している。
本実施形態では、図２に示すように、ねじポンプである螺旋状溝８ａを主軸３の外周面に有した濾過水加圧ポンプ部８が採用されている。
すなわち、本実施形態の濾過水加圧ポンプ部８は、主軸３の下部（シャフトスリーブ部分）に深溝を掘って又は螺旋状のフィンを設けて螺旋状溝８ａを形成したねじポンプであり、主軸３の回転に伴って回転することで原水を排出流路９に押し出すスクリューポンプとして機能する。
本実施形態では、図２に示すように、ねじポンプである螺旋状溝８ａを主軸３の外周面に有した濾過水加圧ポンプ部８が採用されている。
すなわち、本実施形態の濾過水加圧ポンプ部８は、主軸３の下部（シャフトスリーブ部分）に深溝を掘って又は螺旋状のフィンを設けて螺旋状溝８ａを形成したねじポンプであり、主軸３の回転に伴って回転することで原水を排出流路９に押し出すスクリューポンプとして機能する。
【0021】
上記主軸３の下部は、濾過水加圧ポンプ部８の下方に配されたセラミックス軸受４で支持されている。
濾過水加圧ポンプ部８で加圧、増圧された原水は、下方のセラミックス軸受４を介して濾過水加圧ポンプ部８下方の濾過水排水用空間９ａに送り込まれる。
上記排出流路９は、濾過水排水用空間９ａに一端が接続され他端がケーシング５外に接続されている。このため、濾過水排水用空間９ａに送り込まれた原水は、排出流路９を介してケーシング５外に排出される。
濾過水加圧ポンプ部８で加圧、増圧された原水は、下方のセラミックス軸受４を介して濾過水加圧ポンプ部８下方の濾過水排水用空間９ａに送り込まれる。
上記排出流路９は、濾過水排水用空間９ａに一端が接続され他端がケーシング５外に接続されている。このため、濾過水排水用空間９ａに送り込まれた原水は、排出流路９を介してケーシング５外に排出される。
【0022】
上記ケーシング５は、内部に羽根車２より上の主軸３及び軸受４を内側に配して保護する保護管５Ａと、保護管５Ａを主軸３と共に内側に収納した外側ケーシング部５Ｂとを備えている。
上記外側ケーシング部５Ｂは、複数の筒状体が軸線方向に連結されて構成されている。
上記外側ケーシング部５Ｂは、複数の筒状体が軸線方向に連結されて構成されている。
【0023】
上記原水供給機構６は、濾過後の原水を保護管５Ａ内に供給、注水するように配管されている。
すなわち、外側ケーシング部５Ｂ内の上部に一端が接続され外側ケーシング部５Ｂ内で羽根車２により吐き出される原水を外部に導き出す導出配管６ａと、導出配管６ａの他端に接続された濾過器（ストレーナ）７と、濾過器７に接続され濾過された原水中の泥等を除去するフィルタ６ｂと、フィルタ６ｂを通った原水を保護管５Ａ内の上部に供給する供給配管６ｃとを備えている。
上記濾過器７は、原水中の大きめなゴミを主に除去するストレーナであり、上記フィルタ６ｂは、原水中の泥等の細かい粒子を主に除去する機能を有している。
すなわち、外側ケーシング部５Ｂ内の上部に一端が接続され外側ケーシング部５Ｂ内で羽根車２により吐き出される原水を外部に導き出す導出配管６ａと、導出配管６ａの他端に接続された濾過器（ストレーナ）７と、濾過器７に接続され濾過された原水中の泥等を除去するフィルタ６ｂと、フィルタ６ｂを通った原水を保護管５Ａ内の上部に供給する供給配管６ｃとを備えている。
上記濾過器７は、原水中の大きめなゴミを主に除去するストレーナであり、上記フィルタ６ｂは、原水中の泥等の細かい粒子を主に除去する機能を有している。
【0024】
なお、上記供給配管６ｃの途中には、流水検知器６ｄが接続されている。
また、濾過器７内のゴミや泥等は、第１排出管６ｅにより取水槽へ排出される。
さらに、外側ケーシング部５Ｂには、空気弁６ｆを介して空気抜き管６ｇの一端が接続され、空気抜き管６ｇの他端が取水槽に接続されている。
なお、図中において二点鎖線の矢印線で原水の流れを示している。
また、濾過器７内のゴミや泥等は、第１排出管６ｅにより取水槽へ排出される。
さらに、外側ケーシング部５Ｂには、空気弁６ｆを介して空気抜き管６ｇの一端が接続され、空気抜き管６ｇの他端が取水槽に接続されている。
なお、図中において二点鎖線の矢印線で原水の流れを示している。
【0025】
上記ケーシング５は、下端に水の吸込口である吸水口５ａを有する筒状であり、上部側に吐出管１０が接続されている。
なお、本実施形態の立軸ポンプ１では、上部に屋外立軸全閉外扇電動機Ｍを設置して主軸３を回転駆動している。このように地上型設置の電動機Ｍを採用することで、羽根車直上に水中モータを設置する場合に比べて信頼性と寿命とが向上する。
なお、本実施形態の立軸ポンプ１では、上部に屋外立軸全閉外扇電動機Ｍを設置して主軸３を回転駆動している。このように地上型設置の電動機Ｍを採用することで、羽根車直上に水中モータを設置する場合に比べて信頼性と寿命とが向上する。
【0026】
上記保護管５Ａは、水中軸受４を支持し主軸３の振動等を受ける構造であり、外側ケーシング部５Ｂとは接続されていない。
また、この保護管５Ａは、ケーシング５内の排水（原水）と保護管５Ａ内の濾過済みの原水との混濁を防いでいる。なお、保護管５Ａの内外は、簡易なシール（ラビリンス、グラントパッキン、簡易メカニカルシール）などで遮断されている。
上記羽根車（インペラ）２は、主軸３の下部に固定されたインペラボス２ａの外周面に設けられている。
羽根車２の上方には、案内羽根２ｂが外側ケーシング部５Ｂの内側に設けられている。
また、この保護管５Ａは、ケーシング５内の排水（原水）と保護管５Ａ内の濾過済みの原水との混濁を防いでいる。なお、保護管５Ａの内外は、簡易なシール（ラビリンス、グラントパッキン、簡易メカニカルシール）などで遮断されている。
上記羽根車（インペラ）２は、主軸３の下部に固定されたインペラボス２ａの外周面に設けられている。
羽根車２の上方には、案内羽根２ｂが外側ケーシング部５Ｂの内側に設けられている。
【0027】
本実施形態の立軸ポンプ１は、吸込水槽の上部の据付床１１に形成された据付孔１１ａに取り付けられたポンプベース（ベースプレート）１１ｂに吐出管１０が設置されケーシング５上部のフランジ部が固定されて吊り下げ設置されている。
【0028】
このように本実施形態の立軸ポンプ１では、原水供給機構６が、軸受４に供給する前に原水中のゴミ又は泥を除去し濾過する濾過器７と、主軸３の下部に設けられ軸受４に供給される前又は供給された後の原水を主軸３の回転によって加圧する濾過水加圧ポンプ部８と、濾過水加圧ポンプ部８で加圧された原水をケーシング５内からケーシング５外に排出可能な排出流路９とを備えているので、主軸３が回転すると濾過水加圧ポンプ部８によって加圧された原水を排出流路から外部に押し出すことができる。
【0029】
したがって、外部にポンプを設置しなくても軸受４に供給された冷却用の原水をケーシング５外に排出させることが可能になる。また、軸受４に供給される冷却用の原水は濾過器７により濾過されていることで、軸受４に原水中のゴミや泥が付着して詰まることを防止することができると共に、土砂による軸受の破損を防止することができる。
また、濾過水加圧ポンプ部８が、主軸３の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有しているので、主軸３が回転すると濾過水加圧ポンプ部８の螺旋状溝又は回転フィンも回転して周囲の原水を加圧して排出流路９に押し出すことができる。
また、濾過水加圧ポンプ部８が、主軸３の外周面に設けられた螺旋状溝又は回転フィンを有しているので、主軸３が回転すると濾過水加圧ポンプ部８の螺旋状溝又は回転フィンも回転して周囲の原水を加圧して排出流路９に押し出すことができる。
【0030】
さらに、ケーシング５が、内部に羽根車２より上の主軸３及び軸受４を内側に配して保護する保護管５Ａを備え、原水供給機構６が、濾過後の原水を保護管５Ａ内に供給するので、保護管５Ａ内に供給された原水が軸受４を冷却すると共に主軸３下部の濾過水加圧ポンプ部８まで流れるので、別途軸受４に対する原水の供給管を設ける必要がない。
【0031】
次に、本発明に係る立軸ポンプの第２実施形態から第４実施形態について、図３から図６を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0032】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ねじポンプである螺旋状溝８ａを主軸３に有した濾過水加圧ポンプ部８が採用されているのに対し、第２実施形態の立軸ポンプ２１は、図３から図５に示すように、主軸３に下部に設けられて主軸３と共に回転して主軸３内の排出流路２９に原水を加圧して送り込む水車式の濾過水加圧ポンプ部２８を採用している点である。
【0033】
すなわち、第２実施形態では、排出流路２９が、主軸３の内部に主軸３に沿って形成され、濾過水加圧ポンプ部２８が、図４の（ａ）及び図５に示すように、主軸３の内部に形成され主軸３の外周面に一端が開口（原水導入口２８ａ）していると共に他端が排出流路２９に接続された複数の原水導入流路２８ｂを備えている。
上記複数の原水導入流路２８ｂは、原水導入口２８ａにおいて主軸３の回転方向に軸線を傾けて開口している。
上記複数の原水導入流路２８ｂは、原水導入口２８ａにおいて主軸３の回転方向に軸線を傾けて開口している。
【0034】
すなわち、原水導入流路２８ｂは、主軸３の中心軸に形成された排出流路２９から半径方向外方に延在した後、途中で主軸３の回転方向に向けて流路が傾いて延在しており、原水導入口２８ａにおいて原水導入流路２８ｂの軸線が回転方向に向けて傾いている。
排出流路２９は、複数の原水導入流路２８ｂが接続され主軸３内に設けられた主軸内流路２９ａと、主軸３の下端に同軸上に配されて主軸内流路２９ａが接続されケーシング５内の下部に支持板５ｇを介して固定された排出管２９ｂとを備えている。
排出流路２９は、複数の原水導入流路２８ｂが接続され主軸３内に設けられた主軸内流路２９ａと、主軸３の下端に同軸上に配されて主軸内流路２９ａが接続されケーシング５内の下部に支持板５ｇを介して固定された排出管２９ｂとを備えている。
【0035】
また、排出管２９ｂの上部には、主軸３の下端が内側に挿入されているが、回転する主軸３が摺動しないように主軸３との間に隙間を設けている。
また、排出流路２９は、吸水口５ａ内に配され下端部に原水を吸水口５ａの中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口２７ｃを周方向に有した旋回流発生部２７を備えている。
上記旋回流発生部２７は、図４の（ｂ）に示すように、排出管２９ｂの下端に接続された上部筒部２７ａと、上部筒部２７ａの下部に設けられ下部筒部２７ｂとを備えている。
また、排出流路２９は、吸水口５ａ内に配され下端部に原水を吸水口５ａの中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口２７ｃを周方向に有した旋回流発生部２７を備えている。
上記旋回流発生部２７は、図４の（ｂ）に示すように、排出管２９ｂの下端に接続された上部筒部２７ａと、上部筒部２７ａの下部に設けられ下部筒部２７ｂとを備えている。
【0036】
上記下部筒部２７ｂは、下方に向けて内径が漸次拡がっていると共に内部に設けられた複数の旋回流用羽根２７ｅによって下面外周部に複数の排出口２７ｃが区分けされて形成されている。
複数の旋回流用羽根２７ｅは、中心の上部筒部２７ａから半径方向外方に向かって、かつ右回りに曲がりながら延在しており、排出管２９ｂから送り出される原水を複数の旋回流用羽根２７ｅがガイドすることで、上面視で右回り方向に向けて原水を複数の排出口２７ｃから排出可能となっている。
複数の旋回流用羽根２７ｅは、中心の上部筒部２７ａから半径方向外方に向かって、かつ右回りに曲がりながら延在しており、排出管２９ｂから送り出される原水を複数の旋回流用羽根２７ｅがガイドすることで、上面視で右回り方向に向けて原水を複数の排出口２７ｃから排出可能となっている。
【0037】
このように第２実施形態の立軸ポンプ２１では、複数の原水導入流路２８ｂが、主軸３の回転方向に軸線を傾けて開口しているので、主軸３が回転すると複数の原水導入流路２８ｂに周囲の原水が入ると共に加圧され、排出流路２９に導かれる。
なお、濾過水加圧ポンプ部２８の外径を大きくする程、下方から排出する水量を増やすことができる。
なお、濾過水加圧ポンプ部２８の外径を大きくする程、下方から排出する水量を増やすことができる。
【0038】
また、排出流路２９が、吸水口５ａ内に配され下端部に原水を吸水口５ａの中心軸に対して上面視で右回り方向に向けて排出する複数の排出口２７ｃを周方向に有した旋回流発生部２７を備えているので、旋回流発生部２７により吸水口５ａ下方で発生させる右回りの旋回流により、吸水時に発生し易い左回りの旋回流を相殺させて、渦の発生を抑制することができる。
【0039】
次に、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、排出管２９ｂの下端に旋回流発生部２７が取り付けられているのに対し、第３実施形態の立軸ポンプ３１では、図６に示すように、内部に排出流路３９を有すると共に吸水口５ａから下方に突出していると共に下方に向けて原水を排出する下方噴出管３９ａを備えている点である。
【0040】
すなわち、第３実施形態では、下方噴出管３９ａが排出管２９ｂの代わりに主軸３の下端に接続され、吸水口５ａから下方に突出して吸水槽底部の土砂Ｓの近傍まで延在している。
なお、底部から吸水口５ａまでの距離は、吸水口５ａの内径Ｄと同じに形成され、下方噴出管３９ａ下端と底部までの距離は、０．５Ｄ程度に設定される。
上記噴出管３９ａは、主軸３の下端に同軸上に配されて主軸内流路２９ａが接続されケーシング５内の下部に支持板５ｇを介して固定されている。
また、噴出管３９ａの上部には、主軸３の下端が内側に挿入されているが、回転する主軸３が摺動しないように主軸３との間に隙間を設けている。
なお、底部から吸水口５ａまでの距離は、吸水口５ａの内径Ｄと同じに形成され、下方噴出管３９ａ下端と底部までの距離は、０．５Ｄ程度に設定される。
上記噴出管３９ａは、主軸３の下端に同軸上に配されて主軸内流路２９ａが接続されケーシング５内の下部に支持板５ｇを介して固定されている。
また、噴出管３９ａの上部には、主軸３の下端が内側に挿入されているが、回転する主軸３が摺動しないように主軸３との間に隙間を設けている。
【0041】
このように第３実施形態の立軸ポンプ３１では、内部に排出流路３９を有すると共に吸水口５ａから下方に突出していると共に下方に向けて原水を排出する下方噴出管３９ａを備えているので、吸水口５ａの中心下方に堆積し易い土砂Ｓを、下方噴出管３９ａから下方に向けてジェット噴流として噴射される原水により攪拌し吹き飛ばし、安定した排水を継続可能とすることができる。
【0042】
次に、第４実施形態と第３実施形態との異なる点は、第３実施形態では、濾過水加圧ポンプ部２８で加圧された原水が下方噴出管３９ａに供給されて下方に噴出されるのに対し、第４実施形態の立軸ポンプ４１では、図７に示すように、軸受４循環用（冷却用）の原水を加圧供給する濾過水加圧ポンプ部８とは別に、下方噴出管３９ａから下方に噴出する原水用の噴出用ポンプ部４８が設けられている点である。
【0043】
すなわち、第４実施形態の立軸ポンプ４１では、ケーシング５内に設けられケーシング５内で吸い上げられる原水の一部からゴミ又は泥を除去するフィルタ５ｃと、フィルタ５ｃを通過した原水を下方噴出管３９ａに送る噴流用流路５ｅと、ケーシング５内で吸い上げられる原水の一部を加圧して下方噴出管３９ａに供給する噴出用ポンプ部４８とを備えている。
【0044】
第４実施形態では、第１実施形態と同じねじポンプ型の濾過水加圧ポンプ部８が主軸３の下部に設けられているが、濾過水加圧ポンプ部８の下方にさらに噴出用ポンプ部４８が主軸３に設けられている。
なお、濾過水加圧ポンプ部８で加圧された原水は、第１実施形態と同様に、排水流路９を介して側方からケーシング５外に排出される。
なお、濾過水加圧ポンプ部８で加圧された原水は、第１実施形態と同様に、排水流路９を介して側方からケーシング５外に排出される。
【0045】
上記噴出用ポンプ部４８は、第２実施形態の濾過水加圧ポンプ部２８と同様の水車型のポンプ構造を有している。
外側ケーシング部５Ｂ内で吸い上げられる原水の一部は、案内羽根２ｂの内側の内壁５ｄに設けられた流通孔５ｂを介して、流通孔５ｂの内側に形成された内側空間５ｆから噴出用ポンプ部４８の外周であってインペラボス２ａ内に設けられたボス内空間４８ａ内に供給される。
なお、内側空間５ｆとボス内空間４８ａとは、連通している。また、主軸内流路２９ａと下方噴出管３９ａとは、連通している。
外側ケーシング部５Ｂ内で吸い上げられる原水の一部は、案内羽根２ｂの内側の内壁５ｄに設けられた流通孔５ｂを介して、流通孔５ｂの内側に形成された内側空間５ｆから噴出用ポンプ部４８の外周であってインペラボス２ａ内に設けられたボス内空間４８ａ内に供給される。
なお、内側空間５ｆとボス内空間４８ａとは、連通している。また、主軸内流路２９ａと下方噴出管３９ａとは、連通している。
【0046】
ボス内空間４８ａ内の原水は、原水導入流路２８ｂ及び主軸内流路２９ａを介して噴出用ポンプ部４８により加圧され下方噴出管３９ａに送り込まれる。
すなわち、流通孔５ｂ，内側空間５ｆ，ボス内空間４８ａ，原水導入流路２８ｂ及び主軸内流路２９ａは、噴流用流路５ｅを構成している。
上記フィルタ５ｃは、流通孔５ｂに嵌め込まれたメッシュ板である。
すなわち、流通孔５ｂ，内側空間５ｆ，ボス内空間４８ａ，原水導入流路２８ｂ及び主軸内流路２９ａは、噴流用流路５ｅを構成している。
上記フィルタ５ｃは、流通孔５ｂに嵌め込まれたメッシュ板である。
【0047】
このように第４実施形態の立軸ポンプ４１では、濾過水加圧ポンプ部８とは別に噴出用ポンプ部４８が設けられているので、軸受冷却用として供給される原水の量にかかわらず、吸水口５ａから吸い上げる原水の一部を直接ジェット噴流用として利用して噴出用ポンプ部４８が加圧することで、下方噴出管３９ａから多くの原水を土砂Ｓの攪拌及び吹き飛ばし用として噴射することができる。
なお、下方噴出管３９ａの下部を旋回流発生部２７に変更する事で下方で発生させる右回りの旋回流により、吸水時に発生し易い左回りの旋回流を相殺させて、渦の発生を抑制することもできる。また、噴出用ポンプ部４８の外径を大きくする程、下方から排出する水量を増やすことができる。
なお、下方噴出管３９ａの下部を旋回流発生部２７に変更する事で下方で発生させる右回りの旋回流により、吸水時に発生し易い左回りの旋回流を相殺させて、渦の発生を抑制することもできる。また、噴出用ポンプ部４８の外径を大きくする程、下方から排出する水量を増やすことができる。
【0048】
また、ケーシング５内に設けられケーシング５内で吸い上げられる原水の一部からゴミ又は泥を除去するフィルタ５ｃと、フィルタ５ｃを通過した原水を下方噴出管３９ａに送る噴流用流路５ｅとを備えているので、フィルタ５ｃによりゴミ等が除去された原水を下方噴出管３９ａから吸水口５ａ下方に排出することで、ゴミ等を吸水槽等に戻さずに済むと共に噴流用流路５ｅの詰まりを防止することができる。
【0049】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0050】
例えば、上記第１実施形態の立軸ポンプでは、主軸下部に螺旋状溝を有した濾過水加圧ポンプ部を備えているが、主軸下部に回転フィンを有した濾過水加圧ポンプ部でも構わない。すなわち、主軸の下部に回転フィンを複数設けることで、主軸が回転駆動された際に回転フィンも回転され、主軸下部まで供給された原水が、回転する回転フィンにより排出流路へと押し出されるようにしても構わない。
【符号の説明】
【0051】
１，２１，３１，４１…立軸ポンプ、２…羽根車、２ｂ…案内羽根、３…主軸、４…軸受、５…ケーシング、５ａ…吸水口、５Ａ…保護管、５Ｂ…外側ケーシング部、６…原水供給機構、７…濾過器、８…濾過水加圧ポンプ部、８ａ…螺旋状溝、９…排出流路、１０…吐出管、２７…旋回流発生部、２７ｃ…排出口、２８ａ…原水導入口、２８ｂ…原水導入流路、３９ａ…下方噴出管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】