特許 7013290 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】

(24)【登録日】2022-01-21

(45)【発行日】2022-01-31

(54)【発明の名称】横軸ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/046 20060101AFI20220124BHJP

【ＦＩ】

F04D29/046 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018047538

(22)【出願日】2018-03-15

(65)【公開番号】P2019157787

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-10-09

(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】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100172041

【弁理士】

【氏名又は名称】小畑 統照

(72)【発明者】

【氏名】金子 浩之

(72)【発明者】

【氏名】豊田 耕司

(72)【発明者】

【氏名】中塩 雄二

(72)【発明者】

【氏名】杉山 憲一

(72)【発明者】

【氏名】藤井 宗俊

【審査官】嘉村 泰光

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１２７２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－１４３０３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１４８１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１６１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３７０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１６６１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０１０８８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－０１４２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１２２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－４６０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４０１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６６３３３１８（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １／００－１３／１６

Ｆ０４Ｄ １７／００－１９／０２

Ｆ０４Ｄ ２１／００－２５／１６

Ｆ０４Ｄ ２９／００－３５／００

Ｆ１６Ｃ １７／００－１７／２６

Ｆ１６Ｃ ２１／００－２７／０８

Ｆ１６Ｃ ３３／００－３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に延びる回転軸、前記回転軸に固定された羽根車、前記羽根車が収容されるポンプケーシング、及び、前記ポンプケーシング内に設けられて前記回転軸に対してすべり接触する水中軸受、を備える横軸ポンプのメンテナンス方法であって、
前記水中軸受を回転させることにより、前記回転軸とすべり接触するすべり面の領域を変更することを特徴とする、横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項2】

前記水中軸受は、互いのすべり面が周方向において異なるように画定された第１軸受部材と第２軸受部材とからなる、請求項１に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項3】

前記ポンプケーシング内の前記水中軸受の支持は、前記ポンプケーシングに固定される第１軸受ケーシング部材と、前記水中軸受と接触する第２軸受ケーシング部材と、を有する軸受ケーシングによりなされ、
前記第１軸受ケーシング部材により前記第２軸受ケーシング部材を第１回転位置と当該第１回転位置とは異なる第２回転位置とに固定することで、前記回転軸とすべり接触するすべり面の領域を変更す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のメンテナンス方法。

【請求項4】

前記第２軸受ケーシング部材は位置調節機構を更に備え、前記位置調整機構により鉛直方向の位置を調節することで、前記回転軸とすべり接触するすべり面の領域を変更することを特徴とする、請求項３に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項5】

前記軸受ケーシングは、軸支持機構を更に備え、前記軸支持機構により前記回転軸を持ち上げて支持することを特徴とする、請求項３又は４に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項6】

前記水中軸受は、前記回転軸の軸方向に離隔した第１軸受、及び第２軸受を備え、前記
第２軸受の内径を、前記第１軸受の内径よりも小さいものとし、前記第１軸受を、前記回転軸の第１部位にすべり接触させ、前記第２軸受を、前記回転軸の前記第１部位よりも端部に近い第２部位にすべり接触させて配置することを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項7】

前記水中軸受は、前記回転軸の軸方向に離隔した第１軸受、及び第２軸受を備え、前記第１軸受を、前記回転軸の第１部位にすべり接触させ、前記第２軸受を、前記回転軸の前記第１部位よりも端部に近い第２部位にすべり接触させるとともに、前記第２軸受を、前記第１軸受よりも高い位置に固定することを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項8】

前記水中軸受の外周面は軸方向に沿って傾斜したテーパ形状とし、前記第２軸受ケーシング部材の内周面をテーパ形状とし、両者のテーパ形状を対応させて前記水中軸受を前記第２軸受ケーシングに挿入することで、両者間の隙間を小さくすることを特徴とする、請求項２から４の何れか１項に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【請求項9】

前記第２軸受ケーシング部材は外周面に、周方向に離間して複数の凹部を設け、前記第１軸受ケーシングを、前記複数の凹部のうち少なくとも１つの凹部と係合させることで、前記第２軸受ケーシングを固定することを特徴とする、請求項２から４の何れか１項に記載の横軸ポンプのメンテナンス方法。

【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】

従来から、河川水などの液体を移送するために横軸ポンプが使用されている。横軸ポンプとしては、横軸斜流ポンプ、及び軸流ポンプ等が知られている。横軸ポンプの羽根車は、ポンプケーシング内を水平方向に延びる回転軸に固定される。この回転軸は、大気部に設けられた外軸受（転がり軸受）と、ポンプケーシング内に設けられた水中軸受とにより回転可能に支持される。水中軸受は、移送される液体に接するため、滑り軸受が採用されるのが一般的である。水中軸受の潤滑は、一般に、移送される液体による自己潤滑か、または外部から注入される潤滑剤（例えば、グリスなど）による。

【0003】

外部から潤滑剤を供給する水中軸受では潤滑剤の補給が定期的に必要となり、ランニングコストが増加する。また、移送した水を農業用または飲料用等に用いる場合、移送する液体に潤滑剤が混入されることは好ましくない。一方、自己潤滑による水中軸受けとして、特許文献１には、水潤滑によるセラミックス軸受が開示されている。セラミックス軸受は、耐摩耗性に優れ、且つ、グリスなどの潤滑油を使用しなくてもよいという点で優れている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１８２７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

横軸ポンプは、液体を吸い上げてサイホンを形成しながら運転される。横軸ポンプの運転時には、小水量運転、空気吸い込み渦、及び、軸封部の漏れ等による空気の吸い込みによりサイホンが破壊され、ポンプ内の液体が排出される「落水」が生じる場合がある。水中軸受が自己潤滑の場合、落水時には空運転となる結果、水中軸受が過熱状態となる。この状態で液体が再移送されると、水中軸受が急激に冷却されるため、特にセラミックス製の軸受の場合は、熱衝撃（ヒートショック）により割れを生ずるおそれがある。また、横軸ポンプの構造上、回転軸を軸支する軸受は片荷重となるため、セラミックス軸受の下側だけに荷重が加わり、脆性材料であるセラミックスが割れてしまうおそれがある。

【0006】

さらに、液体を移送する際、移送される液体中に含まれる泥やごみなどの異物が軸受内に侵入すると、回転軸が回転するときの摩擦抵抗が大きくなって水中軸受の損傷を招いてしまう。特に、横軸ポンプでは、主に水中軸受の下側に荷重が加わり、異物が侵入するとすべり面が磨り減ってしまう。また、横軸ポンプでは、軸受内に侵入した異物は自由落下によっては外部に排出されないため、一旦軸受内に異物が侵入すると、異物が内部に留まることが懸念される。

【0007】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、移送される液体を用いて潤滑される水中軸受を備える横軸ポンプにおいて、水中軸受の高寿命化を図ることができる横軸ポンプを提供することを目的の１つとする。また、本発明は、メンテナンス作業が容易である横軸ポンプのメンテナンス方法を提供することを目的の１つとする。さらに、本発明は、横軸ポンプにおけるランニングコストを低下することを目的の１つとする。
することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（形態１）形態１によれば、横軸ポンプが提案される。前記横軸ポンプは、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、前記回転軸に対してすべり接触する水中軸受と、前記ポンプケーシング内で前記水中軸受を支持する軸受ケーシングと、を備え、前記軸受ケーシングは、前記ポンプケーシングに固定される第１軸受ケーシング部材、及び前記水中軸受と接触する第２軸受ケーシング部材を有し、前記第１軸受ケーシング部材は、前記第２軸受ケーシング部材を第１回転位置と当該第１回転位置とは異なる第２回転位置とで固定可能である。形態１によれば、第２軸受ケーシング部材の固定位置を第１回転位置と第２回転位置とで変更することができる。これにより、回転軸と接触する水中軸受のすべり面の領域を変更することができ、水中軸受の高寿命化を図ることができる。

【0009】

（形態２）形態２によれば、形態１による横軸ポンプにおいて、前記水中軸受は、周方向における第１領域のすべり面を画定する第１軸受部材と、周方向における前記第１領域とは異なる第２領域のすべり面を画定する第２軸受部材と、を有する。

【0010】

（形態３）形態３によれば、形態１又は２による横軸ポンプにおいて、前記第２軸受ケーシング部材の鉛直方向の位置を調節可能な位置調節機構を更に備える。形態３によれば、水中軸受の位置を調節することができ、回転軸が傾斜することを抑制できる。

【0011】

（形態４）形態４によれば、形態１から３の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記軸受ケーシングは、前記回転軸を持ち上げて支持する軸支持機構を更に備える。形態６によれば、水中軸受を回転させる場合などに、軸支持機構によって回転軸を持ち上げることができる。

【0012】

（形態５）形態５によれば、形態１から４の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記水中軸受は、前記回転軸の軸方向に離隔した第１軸受、及び第２軸受を備えている。

【0013】

（形態６）形態６によれば、形態５による横軸ポンプにおいて、前記第１軸受は、前記回転軸の第１部位にすべり接触し、前記第２軸受は、前記回転軸の前記第１部位よりも端部に近い第２部位にすべり接触し、前記第２軸受の内径は、前記第１軸受の内径よりも小さい。

【0014】

（形態７）形態７によれば、形態５による横軸ポンプにおいて、前記第１軸受は、前記回転軸の第１部位にすべり接触し、前記第２軸受は、前記回転軸の前記第１部位よりも端部に近い第２部位にすべり接触し、前記第２軸受は、前記第１軸受よりも高い位置に固定される。

【0015】

（形態８）形態８によれば、形態１から７の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記水中軸受は、前記回転軸とすべり接触する軸受本体と、前記軸受本体の外周面を覆う軸受シェルと、を有する。

【0016】

（形態９）形態９によれば、形態１から８の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記水中軸受の外周面は、軸方向に沿って傾斜したテーパ形状である。

【0017】

（形態１０）形態１０によれば、形態１から９の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記水中軸受のすべり面は、直径に対する軸方向長さの割合が、１．５以下である。

【0018】

（形態１１）形態１１によれば、形態１から１０の何れか１つによる横軸ポンプにおいて
、前記第２軸受ケーシング部材は、回転対称な形状である。

【0019】

（形態１２）形態１２によれば、形態１から１１の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記第２軸受ケーシング部材の外周面には、周方向に離間して複数の凹部が設けられており、前記第１軸受ケーシングは、前記複数の凹部のうち少なくとも１つの凹部と係合可能な凸部を有する。

【0020】

（形態１３）形態１３によれば、形態１から１２の何れか１つによる横軸ポンプにおいて、前記水中軸受が樹脂材料から形成されている。

【0021】

（形態１４）形態１４によれば、水平方向に延びる回転軸、前記回転軸に固定された羽根車、前記羽根車が収容されるポンプケーシング、及び、前記ポンプケーシング内に設けられて前記回転軸に対してすべり接触する水中軸受、を備える横軸ポンプのメンテナンス方法が提案される。前記メンテナンス方法は、前記水中軸受を回転させることにより、前記回転軸とすべり接触するすべり面の領域を変更することを特徴とする。形態１５によれば、回転軸と接触する水中軸受のすべり面の領域を変更することができ、水中軸受の高寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態に係る横軸斜流ポンプを示す側断面図である。

【図2】図１に示した主軸の先端部の拡大側断面図である。

【図3】軸受ケーシングの第２軸受ケーシング部材と、水中軸受と、の一例を示す図である。

【図4】実施形態の軸受ケーシング及び水中軸受を模式的に示す斜視図である。

【図5】変形例１による水中軸受を模式的に示す図である。

【図6】変形例２による水中軸受周辺を軸方向から示す図である。

【図7】変形例３による主軸の先端部の拡大側断面図である。

【図8】変形例４による主軸の先端部の拡大側断面図である。

【図9】変形例４の別の例による主軸の先端部の拡大側断面図である。

【図10】変形例４の更に別の例による主軸の先端部の拡大側断面図である。

【図11】変形例５による水中軸受４０を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、以下で説明する実施形態では、本発明の横軸ポンプの一例として横軸斜流ポンプが説明されるが、本発明は横軸軸流ポンプにも適用することができる。

【0024】

図１は、本実施形態に係る横軸斜流ポンプを示す側断面図である。図示のように、横軸斜流ポンプ１０は、ポンプケーシングとして、湾曲した管路を有する吸込ケーシング１２と、吸込ケーシング１２の下流側にフランジ接続される管状の吐出ケーシング１４とを有する。また、横軸斜流ポンプ１０は、略水平方向に延在する主軸１１（回転軸の一例に相当する）を有する。主軸１１は、吸込ケーシング１２を貫通し、吐出ケーシング１４の内部まで延在する。主軸１１と吸込ケーシング１２との隙間は、軸封部１３により液密に封止される。

【0025】

主軸１１の先端側は、吐出ケーシング１４内に配置される水中軸受４０によって回転可能に支持される。水中軸受４０は、軸受ケーシング３０により保持される。軸受ケーシング３０は、複数の案内羽根１８を介して吐出ケーシング１４に固定された内部ケーシング（内筒）３８内に、図示しないリブ等によって固定される。

【0026】

主軸１１には、インペラ（羽根車）１７がキー１５によって固定される。これにより、主軸１１の回転に伴ってインペラ１７が回転する。インペラ１７と内部ケーシング３８により、水中軸受４０を収容する空間である水中軸受室１９が形成される。

【0027】

主軸１１の後端側は、主軸１１を回転させるためのエンジンやモータ等の原動機の軸継手２０に接続される。また、軸継手２０と軸封部１３との間には、吸込ケーシング１２の外部において主軸１１を回転可能に支持する外部軸受２２が設けられる。

【0028】

図２は、図１に示した主軸１１の先端部の拡大側断面図である。図２に示すように、主軸１１の外周面には、水中軸受４０の内周面（すべり面）に対してすべり接触する円筒状のスリーブ１１ａが固定される。スリーブ１１ａの外周面と、水中軸受４０の内周面との間には、非常に小さい隙間（クリアランス）が設けられる。ただし、主軸１１には、スリーブ１１ａが設けられていなくてもよい。スリーブ１１ａは、主軸１１が水中軸受４０に直接摺動することによる主軸１１の損傷を防止するための付加的な部材である。スリーブ１１ａは、例えばステンレス鋼等の金属から構成される。また、スリーブ１１ａの外周面には、炭化タングステン又は炭化クロムを主構成物とする物質からなる膜が製膜されていてもよい。一例として、ステンレス鋼の外周面に、肉盛溶接、自溶性合金、または、溶射（特に、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ、ＨＶＡＦなど））を用いて成膜を施すことができる。さらに、スリーブ１１ａは、セラミックス、超硬合金、及びサーメットのいずれかで構成されていてもよい。

【0029】

水中軸受４０は、主軸１１（スリーブ１１ａ）とすべり接触する円筒状の軸受本体４１と、軸受本体４１の外周面を覆う円筒状の軸受シェル４２と、を有する。軸受シェル４２は、水中軸受４０の剛性を確保するために設けられており、例えばステンレス等の金属から形成される。軸受本体４１が軸受シェル４２によって覆われることによって、水中軸受４０の剛性が向上し、軸受本体４１のすべり面を形成する製造工程を容易にすることができる。ただし、水中軸受４０は、軸受シェル４２を有さなくてもよい。

【0030】

軸受本体４１は、セラミック、又は例えば特開２０１３－１９４７６９号公報に開示されているような、フッ素樹脂、芳香族ポリエーテルケトン、炭素繊維、及び不可避不純物を含む樹脂材料から構成される。また、軸受本体４１のすべり面は、例えば特開２０１５－２１５５１号公報に開示されているような、ＰＴＦＥが３０％の面積率を有し、炭素繊維が４％の面積率を有し、芳香族ポリエーテルケトンおよび不可避不純物が残りの面積を占めるように構成されていてもよい。さらに、軸受本体４１のすべり面は、例えば特開２０１５－２１５５１号公報に開示されているような、ＰＰＳが２３％の面積率を有し、炭素繊維が２％の面積率を有し、ＰＴＦＥおよび不可避不純物が残りの面積を占めるように構成されていてもよい。また、水中軸受４０は、すべり面の直径Ｄ０に対する、すべり面の軸方向の長さＬ０の割合（Ｒａ＝Ｌ０／Ｄ０）が、１．５以下であることが好ましい（図３参照）。

【0031】

水中軸受４０は、軸受ケーシング３０によって支持されている。軸受ケーシング３０は、内部ケーシング３８および案内羽根１８を介して吐出ケーシング１４に固定される第１軸受ケーシング部材３１と、水中軸受４０の外周面と接触する第２軸受ケーシング部材３２と、を有する。なお、図２では、第１軸受ケーシング部材３１と内部ケーシング３８との固定については図示を省略している。第１軸受ケーシング部材３１、及び第２軸受ケーシング部材３２は、例えばステンレスなどの剛性の高い金属から形成される。

【0032】

図３は、軸受ケーシングの第２軸受ケーシング部材と、水中軸受と、の一例を示す図である。第２軸受ケーシング部材３２は、略円筒形状であり、端部に内周側に突出した突出
部３２ｂを有する。第２軸受ケーシング部材３２は、内側に水中軸受４０が挿入されることによって水中軸受４０を支持する。水中軸受４０は、一端４０ｂが第２軸受ケーシング部材３２の突出部３２ｂと接触することにより、第２軸受ケーシング部材３２内で位置決めされる。なお、水中軸受４０の他端４０ａには、水中軸受４０を把持するための取っ手が設けられてもよいし、取っ手を取り付けるためのネジ孔などの取付部が設けられてもよい。上記したように、実施形態の水中軸受４０は、外周面に軸受シェル４２を有するため、第２軸受ケーシング部材３２内に水中軸受４０を挿入するとき、及び第２軸受ケーシング部材３２から水中軸受４０を外すときに、水中軸受４０が変形することを抑制できる。

【0033】

第２軸受ケーシング部材３２は、複数の回転位置で固定可能に構成されている。図４は、実施形態の軸受ケーシング及び水中軸受を模式的に示す斜視図である。実施形態の第２軸受ケーシング部材３２は、外周面に周方向に離間して複数の凹部３２ａが設けられている。一例として、凹部３２ａは、４５°毎、６０°毎、１８０°毎に設けられる。また、一例として、凹部３２ａの壁面には、ネジ溝が形成される。そして、第１軸受ケーシング部材３１は、係合部（例えばボルト）３１ａを凹部３２ａに係合させることにより、第２軸受ケーシング部材３２を固定する。これにより、第１軸受ケーシング部材３１は、凹部３２ａが設けられている角度毎の複数の回転位置で第２軸受ケーシング部材３２を固定することができる。一例として凹部３２ａが１８０°毎に設けられている場合、第１軸受ケーシング部材３１は、第２軸受ケーシング部材３２を第１回転位置で固定することができるとともに、第２軸受ケーシング部材３２を第１回転位置から１８０°回転させた第２回転位置で固定することができる。

【0034】

ここで、図４に示す例では、第１軸受ケーシング部材３１は、水平方向から係合部３１ａを第２軸受ケーシング部材３２の凹部３２ａに係合させて、第２軸受ケーシング部材３２の両側面を係合部３１ａにより固定するものとしている。しかし、こうした例に限定されず、第１軸受ケーシング部材３１は、周方向の少なくとも１カ所で第２軸受ケーシング部材３２を固定するものとすればよい。また、第１軸受ケーシング部材３１は、鉛直方向から係合部３１ａを第２軸受ケーシング部材３２の凹部３２ａに係合させてもよい。また、第２軸受ケーシング部材３２は、第１軸受ケーシング部材３１の下端を支持する底面を有するなど、係合部３１ａによる係合にかかわらず第１軸受ケーシング部材３１を支持してもよい。

【0035】

このように第２軸受ケーシング部材３２が複数の回転位置で固定可能であることにより、第２軸受ケーシング部材３２に保持されている水中軸受４０を周方向に回転させることができる。ここで、横軸斜流ポンプ１０の構造上、水中軸受４０には主軸１１の下側だけに荷重が加わり、すべり面の下側の領域だけが摩耗する傾向がある。特に、樹脂材料から形成される水中軸受４０は、割れが生じにくく自液による潤滑が可能であるものの、耐摩耗性が低い傾向がある。このため、横軸斜流ポンプ１０をメンテナンスするときには、第２軸受ケーシング部材３２、及び水中軸受４０を回転させることにより、主軸１１とすべり接触するすべり面の領域を変更する。これにより、水中軸受４０における摩耗の程度が小さいすべり面を利用することができ、水中軸受４０の高寿命化を図ることができる。また、横軸斜流ポンプ１０のランニングコストを低下させることができる。

【0036】

（変形例１）
図５は、変形例１による水中軸受を模式的に示す図である。変形例１の水中軸受４０は、軸方向に沿った分割面を有する２つ割りの部材４３，４４から構成される。つまり、部材４３，４４のそれぞれは、すべり面の１８０°の領域（第１領域、第２領域）を画定する。なお、２つ割りの部材４３，４４で構成した水中軸受４０についても、軸受シェル４２を設けてもよく、軸受シェル４２によって剛性を容易に確保することができる。また、水中軸受４０は、３つ以上の割り部材によって構成されてもよい。

【0037】

（変形例２）
図６は、変形例２による水中軸受周辺を軸方向から示す図である。変形例２による軸受ケーシング３０は、第２軸受ケーシング部材３２の鉛直方向の位置を調節可能な位置調節機構３６を更に備えている。位置調節機構３６によって水中軸受４０の位置を調節することができ、水中軸受４０のすべり面の摩耗の程度に応じて主軸１１が傾斜することを抑制できる。位置調節機構３６としては、公知の種々の機構を採用することができ、一例として、アジャスタボルト、又はアジャスタシムなどを使用することができる。また、位置調節機構３６は、第２軸受ケーシング部材３２の鉛直方向に位置を直接に調節してもよいし、第１軸受ケーシング部材３１の鉛直方向の位置を調節することによって第２軸受ケーシング部材３２の鉛直方向の位置を調節してもよい。

【0038】

（変形例３）
図７は、変形例３による主軸の先端部の拡大側断面図である。変形例３による軸受ケーシング３０は、主軸１１を持ち上げて支持する軸支持機構３７を有し、その他の構成は実施形態の軸受ケーシング３０と同一である。軸支持機構３７は、第１軸受ケーシング部材３１に設けられており、メンテナンスの際に、主軸１１を持ち上げて支持することができる。軸支持機構３７としては、公知の種々の機構を採用することができ、一例として、アジャスタボルト、又はスペーサなどを使用することができる。こうした軸支持機構３７によって主軸１１を持ち上げて支持することにより、第２軸受ケーシング部材３２の回転作業や、水中軸受４０の交換作業を容易に行うことができる。

【0039】

（変形例４）
図８は、変形例４による主軸の先端部の拡大側断面図である。変形例４による水中軸受け４０は、軸方向に離隔した第１軸受４６、第２軸受４７、及び第３軸受４８を有する。このように水中軸受４０が軸方向に離隔した複数の軸受によって構成されることにより、水中軸受４０と主軸１１とのすべり接触する領域を増加することなく、水中軸受４０全体の長さを大きくすることができ、主軸１１の回転を安定させることができる。水中軸受４０は、第１軸受４６の軸方向長さＬ１と、第２軸受４７の軸方向長さＬ２と、第３軸受４８の軸方向長さＬ３と、の和（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の、径Ｄ０に対する割合が、１．５以下であることが好ましい。また、図８に示す例では、第１軸受４６、第２軸受４７、及び３軸受４８のそれぞれは、第２軸受ケーシング部材３２における部材３３，３４，３５に別々に支持されるものとした。部材３３，３４，３５は、第１軸受ケーシング部材３１に対して、互いに独立して回転可能に構成されてもよい。ただし、第１軸受４６、第２軸受４７、第３軸受４８は、一体の第２軸受ケーシング部材３２に支持されるものとしてもよい。なお、図８では、水中軸受４０は、軸方向に３つに離間して構成されるものとしたが、２つ、又は４つ以上に離間して構成されてもよい。

【0040】

図９は、変形例４の別の例による主軸の先端部の拡大側断面図である。水中軸受４０が、軸方向に離隔した第１軸受４６、第２軸受４７、及び第３軸受４８を有する場合、第１軸受４６、第２軸受４７、及び第３軸受４８は、それぞれ異なる高さに支持されるものとしてもよい。具体的には、図９に示す例では、第３軸受４８が最も高い位置に固定されており、第１軸受４６が最も低い位置に固定されている。言い換えれば、主軸１１の端部に近い領域を支持する軸受ほど、高い位置に固定されている。これにより、主軸１１が傾くのを抑制することができ、水中軸受４０の摩耗を低減することができる。

【0041】

図１０は、変形例４の更に別の例による主軸の先端部の拡大側断面図である。水中軸受４０が、軸方向に離隔した第１軸受４６、第２軸受４７、及び第３軸受４８を有する場合、第１軸受４６、第２軸受４７、及び第３軸受４８は、それぞれ異なる内径を有するものとしてもよい。具体的には、図１０に示す例では、第３軸受４８の内径Ｄ３が最も小さく
、第１軸受４６の内径Ｄ１が最も大きい（Ｄ３＜Ｄ２＜Ｄ１）。言い換えれば、主軸１１の端部に近い領域を支持する軸受ほど、内径が小さくなっている。これにより、図９に示す例と同様に、主軸１１が傾くのを抑制することができ、水中軸受４０の摩耗を低減することができる。

【0042】

（変形例５）
図１１は、変形例５による水中軸受４０を示す図である。変形例５による水中軸受４０の外周面は、軸方向に傾斜したテーパ形状となっている。なお、水中軸受４０のすべり面（内周面）については径が略一定である。また、図１１に示す例では、軸受本体４１については内径および外径が略一定であり、軸受シェル４２の外周面がテーパ形状となっている。ただし、軸受本体４１の外周面が軸方向に傾斜したテーパ形状とされてもよい。また、図１１では示していないが、第２軸受ケーシング部材３２の内周面は、水中軸受４０の外周面に対応したテーパ形状とされる。こうした構成により、水中軸受４０を第２軸受ケーシング部材３２内に挿入したときの隙間を小さくすることができ、横軸斜流ポンプ１０の運転時の振動を低減することができる。

【0043】

（その他の変形例）
上記した実施形態では、第２軸受ケーシング部材３２は略円筒状であるものとした。しかし、第２軸受ケーシング部材３２は、第１軸受ケーシング部材３１に対して複数の回転位置で固定可能であればよく、円筒状以外の形状であってもよい。ただし、第２軸受ケーシング部材３２が回転することを考慮すると、第２軸受ケーシング部材３２は、軸方向から見て多角形形状であるなど、回転対称の形状であることが好ましいと考えられる。

【0044】

上記した実施形態では、第１軸受ケーシング部材３１に対して第２軸受ケーシング部材３２を回転させることにより、水中軸受４０を回転させてメンテナンスするものとした。しかし、水中軸受４０を単独で回転させて主軸１１と接触するすべり面を変更させることによっても、実施形態と同一の効果を奏することができる。つまり、横軸斜流ポンプ１０のメンテナンス方法は、水中軸受４０を回転させることにより、主軸１１とすべり接触する水中軸受４０のすべり面の領域を変更することを含むものであればよい。

【0045】

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

【符号の説明】

【0046】

１０…横軸斜流ポンプ
１１…主軸（回転軸）
１１ａ…スリーブ
１７…インペラ（羽根車）
３０…軸受ケーシング
３１…第１軸受ケーシング部材
３１ａ…係合部
３２…第２軸受ケーシング部材
３２ａ…凹部
４０…水中軸受
４１…軸受本体
４２…軸受シェル
４６…第１軸受
４７…第２軸受
４８…第３軸受

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】