特許 7373983 立形多段ポンプ

(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】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】立形多段ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20231027BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20231027BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 A

F04D29/66 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019223567

(22)【出願日】2019-12-11

(65)【公開番号】P2021092192

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-06-27

(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】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】川上 祐輝

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３３９１６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０２９２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１２６５９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－２４２７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１８６６８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－２０１９９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に固定された複数の羽根車と、
多段に積み重ねられ、前記複数の羽根車を収容する複数の中間ケーシングと、
前記複数の中間ケーシングの外側を取り囲み、前記複数の中間ケーシングの外側に環状流路を形成する外ケーシングと、
前記環状流路を横切って、前記複数の中間ケーシングの少なくとも一つと、前記外ケーシングとを接続する振動伝播機構と、を備え、
前記振動伝播機構は、
前記中間ケーシング及び前記外ケーシングのいずれか一方に設けられ、前記中間ケーシング及び前記外ケーシングの他方に向かって延びる突起部と、
前記中間ケーシング及び前記外ケーシングの他方に設けられ、前記突起部の先端部が係合する係合溝部と、を備え、
前記振動伝播機構と同じ高さにセンサ取付部が設けられている、ことを特徴とする立形多段ポンプ。

【請求項2】

前記センサ取付部に取り付けられた振動センサを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の立形多段ポンプ。

【請求項3】

前記センサ取付部は、振動測定をするための目印である、ことを特徴とする請求項１に記載の立形多段ポンプ。

【請求項4】

前記突起部は、板状に形成され、前記環状流路における主流方向と平行に延びている、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の立形多段ポンプ。

【請求項5】

前記複数の中間ケーシングの少なくとも一つに取り付けられ、前記回転軸を軸支する軸受部を備え、
前記振動伝播機構は、前記軸受部を支持する前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを接続している、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の立形多段ポンプ。

【請求項6】

前記複数の中間ケーシングよりも上方に配置され、前記回転軸の周囲を軸封するメカニカルシールを備え、
前記振動伝播機構は、前記メカニカルシールに最も近い最上段の前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを接続している、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の立形多段ポンプ。

【請求項7】

前記複数の中間ケーシングの底部には、それぞれ前記羽根車の吸込口が設けられており、
前記振動伝播機構は、最下段の前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを接続している、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の立形多段ポンプ。

【請求項8】

前記振動伝播機構は、前記回転軸の振動の腹部分に位置する前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを接続している、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の立形多段ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立形多段ポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１の図３には、振動センサを含むセンサアセンブリを備えた立形多段ポンプが開示されている。この立形多段ポンプは、回転軸に固定された複数の羽根車と、多段に積み重ねられ、複数の羽根車を収容する複数の中間ケーシングと、複数の中間ケーシングの外側を取り囲み、複数の中間ケーシングの外側に環状流路を形成する外ケーシングと、を備えている。

【0003】

中間ケーシング及び外ケーシングの上部には、モータを支持するブラケット（下記特許文献１ではポンプヘッドと称される）が配置され、そのブラケットにセンサアセンブリを取り付けるためのネジ孔が穿孔されている。センサアセンブリは、ブラケットのネジ孔からケーシングの内部にアクセスし、ポンプハイドロ部（羽根車及び該羽根車を収容する中間ケーシング）の振動などを測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１８／１２２０１６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記立形多段ポンプでは、センサアセンブリの測定結果に基づき計算を実行し、ポンプハイドロ部における軸受部の故障とキャビテーションの発生などを検知する。しかしながら、センサアセンブリと、測定対象となるポンプハイドロ部との距離が離れており、計算に補正を入れないと、ポンプハイドロ部の異常検知ができない虞があった。この補正計算は、距離補正だけでなく、回転数や流量などのポンプ特性も考慮しなければならず、導き出すことが難しい。
したがって、立形多段ポンプのポンプハイドロ部における振動測定技術は、未だ確立されておらず、ポンプハイドロ部の異常状態での継続運転によって、ポンプの破損を招く可能性があった。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプハイドロ部の振動を外部から簡単に測定することができる立形多段ポンプの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る立形多段ポンプは、回転軸に固定された複数の羽根車と、多段に積み重ねられ、前記複数の羽根車を収容する複数の中間ケーシングと、前記複数の中間ケーシングの外側を取り囲み、前記複数の中間ケーシングの外側に環状流路を形成する外ケーシングと、前記環状流路を横切って、前記複数の中間ケーシングの少なくとも一つと、前記外ケーシングとを物理的に接続する振動伝播機構と、を備える。

【0008】

上記立形多段ポンプにおいては、前記振動伝播機構は、前記中間ケーシング及び前記外ケーシングのいずれか一方に設けられ、前記中間ケーシング及び前記外ケーシングの他方に向かって延びる突起部と、前記中間ケーシング及び前記外ケーシングの他方に設けられ、前記突起部の先端部が係合する係合溝部と、を備えてもよい。
上記立形多段ポンプにおいては、前記突起部は、板状に形成され、前記環状流路における主流方向と平行に延びていてもよい。
上記立形多段ポンプにおいては、前記複数の中間ケーシングの少なくとも一つに取り付けられ、前記回転軸を軸支する軸受部を備え、前記振動伝播機構は、前記軸受部を支持する前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを物理的に接続していてもよい。
上記立形多段ポンプにおいては、前記複数の中間ケーシングよりも上方に配置され、前記回転軸の周囲を軸封するメカニカルシールを備え、前記振動伝播機構は、前記メカニカルシールに最も近い最上段の前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを物理的に接続していてもよい。
上記立形多段ポンプにおいては、前記複数の中間ケーシングの底部には、それぞれ前記羽根車の吸込口が設けられており、前記振動伝播機構は、最下段の前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを物理的に接続していてもよい。
上記立形多段ポンプにおいては、前記振動伝播機構は、前記回転軸の振動の腹部分に位置する前記中間ケーシングと、前記外ケーシングとを物理的に接続していてもよい。

【発明の効果】

【0009】

上記本発明の態様によれば、ポンプハイドロ部の振動を外部から簡単に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る立形多段ポンプの全体構成を示す断面図である。

【図2】第１実施形態に係る振動伝播機構の構成を示す底面図である。

【図3】第１実施形態に係る台座部が設けられた中間ケーシングを示す正面図である。

【図4】第１実施形態に係る突起部を示す正面図である。

【図5】第１実施形態に係る外ケーシングの外観を示す正面図である。

【図6】図５に示す矢視Ａ－Ａの断面図である。

【図7】第２実施形態に係る振動伝播機構の構成を示す底面図である。

【図8】第２実施形態に係る突起部が設けられた中間ケーシングを示す正面図である。

【図9】第２実施形態に係る突起部を軸方向から見た要部拡大図である。

【図10】第２実施形態に係る外ケーシングの外観を示す正面図である。

【図11】図１０に示す矢視Ｂ－Ｂの断面図である。

【図12】第３実施形態に係る振動伝播機構の構成を示す底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る立形多段ポンプ１の全体構成を示す断面図である。
図１に示すように、立形多段ポンプ１は、モータ部１０と、カップリング部２０と、ポンプ部３０と、を有する。ポンプ部３０は、鉛直方向に延びる回転軸２を有する。以下の説明では、回転軸２の中心軸Ｏが延びる方向（鉛直方向）を軸方向といい、中心軸Ｏに直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

【0013】

モータ部１０は、ポンプ部３０の上方に配置され、カップリング３を介して回転軸２と接続されている。モータ部１０は、カップリング部２０のブラケット２１を介してポンプ部３０に支持されている。このモータ部１０は、指定の回転数で回転する。なお、モータ部１０は、指定の回転数によらず、商用電源でもインバータ使用等によって低高速回転（変速）できる構成であっても構わない。

【0014】

カップリング部２０は、カップリング３を囲うブラケット２１と、ブラケット２１に取り付けられ、カップリング３を覆うガード部材２２と、を有する。ブラケット２１は、モータ部１０が取り付けられる台座部２１ａと、台座部２１ａを支持する脚部２１ｂと、脚部２１ｂが立設する蓋部２１ｃと、を有する。台座部２１ａは、中心軸Ｏを中心とする環状に形成されている。

【0015】

脚部２１ｂは、台座部２１ａの下面に、周方向に間隔をあけて接続されている。脚部２１ｂ間には、カップリング３が配置されている。ガード部材２２は、脚部２１ｂ間の空間を閉塞するように、脚部２１ｂに取り付けられている。蓋部２１ｃは、脚部２１ｂの下端と接続され、ポンプ部３０の上部を覆っている。蓋部２１ｃは、中心軸Ｏを中心とする略有頂筒状に形成され、その中心に回転軸２が挿通される挿通孔２３が形成されている。

【0016】

挿通孔２３には、メカニカルシール２４が配設されている。メカニカルシール２４は、回転軸２と挿通孔２３との隙間を軸封し、ポンプ部３０から挿通孔２３を介して流体が外部に漏れ出すことを防止する。蓋部２１ｃの挿通孔２３よりも径方向外側には、空気抜き栓２１ｃ１および呼び水栓２１ｃ２が配設されている。回転軸２には、ポンプ部３０の内部において、軸方向に間隔をあけて複数の羽根車４が固定されている。

【0017】

羽根車４は、主板５と、側板６と、複数のブレード７と、を有する。主板５は、中心軸Ｏを中心とする円板状に形成され、回転軸２に固定されている。側板６は、主板５と同軸の環状に形成され、主板５と隙間をあけて配置されている。主板５及び側板６は、複数のブレード７を介して接続されている。主板５、側板６、及び複数のブレード７によって囲まれた空間は、流体を径方向に導く流路となっている。側板６は、羽根車４の吸込口８を形成している。

【0018】

ポンプ部３０は、複数の羽根車４を収容する筒状のケーシング３１を備えている。ケーシング３１は、羽根車４によって流体を昇圧する多段ポンプ室３０Ａ（ポンプハイドロ部）を内部に形成している。ケーシング３１は、多段に積み重ねられた中間ケーシング３１ａと、中間ケーシング３１ａの上部に配置された上部ケーシング３１ｂと、中間ケーシング３１ａの下部に配置された下部ケーシング３１ｃと、中間ケーシング３１ａ及び上部ケーシング３１ｂの外側に配置された外ケーシング３１ｄと、を有する。

【0019】

中間ケーシング３１ａは、鋼板などをプレス成形して有底筒状に形成され、その底部中央に回転軸２が挿通される開口が形成されている。中間ケーシング３１ａは、羽根車４の数に応じて多段に積み重ねられている。中間ケーシング３１ａの底部下面には、リターンプレート３３が溶接により取り付けられている。また、リターンプレート３３の下面には、戻し羽根３４が溶接により取り付けられている。そして、中間ケーシング３１ａの底部開口の内壁には、羽根車４の吸込口８の周囲からの流体の漏れを防止するライナリング３５が取り付けられている。

【0020】

上部ケーシング３１ｂは、中間ケーシング３１ａと同様の有底筒状に形成され、中間ケーシング３１ａの最上段に積み重ねられている。上部ケーシング３１ｂの周壁には、複数の連通孔３１ｂ１が形成されている。外ケーシング３１ｄは、中間ケーシング３１ａ及び上部ケーシング３１ｂの径方向外側を囲う円筒状に形成されている。外ケーシング３１ｄは、中間ケーシング３１ａ及び上部ケーシング３１ｂの径方向外側に、連通孔３１ｂ１と連通する環状流路３０Ｂを形成している。上部ケーシング３１ｂ及び外ケーシング３１ｄの上部は、蓋部２１ｃの下面に配設されたケーシングカバー３１ｅによって覆われている。

【0021】

下部ケーシング３１ｃは、多段ポンプ室３０Ａの下端の吸込口８に連通する連通空間Ｓ１を形成すると共に、外ケーシング３１ｄの内側の上述した環状流路３０Ｂに連通する連通空間Ｓ２（第２の連通空間）を形成している。下部ケーシング３１ｃは、連通空間Ｓ１を内側に形成する第１フレーム３１ｃ１と、第１フレーム３１ｃ１の外側を囲い、第１フレーム３１ｃ１との間に連通空間Ｓ２を形成する第２フレーム３１ｃ２と、を有する。

【0022】

第１フレーム３１ｃ１は、連通孔３１ｃ３が形成された鍔部３１ｃ４を備える有底筒状（略皿型）に形成されている。連通孔３１ｃ３は、鍔部３１ｃ４を軸方向に貫通し、環状流路３０Ｂと連通空間Ｓ２とを連通させている。第２フレーム３１ｃ２は、第１フレーム３１ｃ１を入れ子状に収容する有底筒状に形成されている。第２フレーム３１ｃ２の内周面に、第１フレーム３１ｃ１の鍔部３１ｃ４の外端縁が接することで、第１フレーム３１ｃ１の外周面と第２フレーム３１ｃ２の内周面との間に隙間（連通空間Ｓ２）が形成される。

【0023】

下部ケーシング３１ｃは、水平方向に延びる吸込ノズル３６と、同じく水平方向に延びる吐出ノズル３７と、を有する。吸込ノズル３６は、第２フレーム３１ｃ２の周壁を貫通して接合されると共に、第１フレーム３１ｃ１の周壁を貫通し、連通空間Ｓ１まで延びている。吐出ノズル３７は、吸込ノズル３６と背中合わせで同一直線上に配置され、第２フレーム３１ｃ２の周壁を貫通して接合されると共に、第１フレーム３１ｃ１の周壁は貫通せずに、連通空間Ｓ２と連通している。

【0024】

下部ケーシング３１ｃの下部には、ポンプ台３２が設けられている。ポンプ台３２は、カップリング部２０のブラケット２１と、ケーシングボルト３２ａ及びナット３２ｂによって軸方向に連結されている。ケーシングボルト３２ａ及びナット３２ｂは、周方向に間隔をあけて複数設けられている。複数のケーシングボルト３２ａ及びナット３２ｂの締め付けにより、多段の中間ケーシング３１ａ、上部ケーシング３１ｂ、下部ケーシング３１ｃ、及びケーシングカバー３１ｅが、軸方向において挟持されている。

【0025】

上記構成のポンプ部３０によれば、羽根車４が回転すると、吸込ノズル３６から流体が下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１に吸い込まれる。下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１に吸い込まれた流体は、多段ポンプ室３０Ａの下端の吸込口８から１段目の羽根車４に吸い込まれて昇圧される。１段目の羽根車４から吐き出された流体は、戻し羽根３４及びリターンプレート３３により形成される流路を通って次段の羽根車４の吸込側に導かれる。

【0026】

流体は、複数の羽根車４により多段昇圧された後、上部ケーシング３１ｂ内に流入する。上部ケーシング３１ｂ内に流入した流体は、連通孔３１ｂ１から上部ケーシング３１ｂの外側に形成された環状流路３０Ｂを通って下降し、連通孔３１ｃ３を介して連通空間Ｓ２に流入する。連通空間Ｓ２に流入した流体は、下部ケーシング３１ｃに接続された吐出ノズル３７を介して吐出される。

【0027】

このような立形多段ポンプ１には、環状流路３０Ｂを横切って、複数の中間ケーシング３１ａの少なくとも一つと、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続する振動伝播機構４０（後述）が設けられている。外ケーシング３１ｄの外周には、振動伝播機構４０と同じ高さにセンサ取付部５０が設けられている。センサ取付部５０は、外ケーシング３１ｄに取り付けられた振動センサであってもよいし、点検作業者などが手持ちの振動センサで振動測定をするための目印（マーキングやシールなど）であってもよい。

【0028】

図２は、第１実施形態に係る振動伝播機構４０の構成を示す底面図である。なお、図２においては、中間ケーシング３１ａの底面側（戻し羽根３４側）を軸方向から見ている。
図２に示すように、振動伝播機構４０は、中間ケーシング３１ａに設けられ、外ケーシング３１ｄに向かって延びる突起部４１と、外ケーシング３１ｄに設けられ、突起部４１の先端部が係合する係合溝部４２と、を備えている。

【0029】

突起部４１は、軸方向から見てＴ字状に形成された金属片であり、中間ケーシング３１ａの外周から径方向外側に延びる板部４１ａと、中間ケーシング３１ａの外周に取り付けられる取付部４１ｂと、を備えている。中間ケーシング３１ａの外周には、突起部４１が取り付けられる台座部４４が形成されている。突起部４１及び台座部４４は、周方向に間隔をあけて、中間ケーシング３１ａの外周に複数（本実施形態では４つ）設けられている。

【0030】

図３は、第１実施形態に係る台座部４４が設けられた中間ケーシング３１ａを示す正面図である。図４は、第１実施形態に係る突起部４１を示す正面図である。
図３に示すように、台座部４４は、径方向から見た正面視で矩形状に形成されており、複数のネジ孔４５が形成されている。また、図４に示すように、突起部４１の取付部４１ｂも、径方向から見た正面視で矩形状に形成されており、上述したネジ孔４５と同じ配置で、複数の挿通孔４１ｃが形成されている。

【0031】

挿通孔４１ｃには、図２に示すボルト４３が挿通され、ボルト４３がネジ孔４５に螺合することで、突起部４１が台座部４４に取り付けられる。図２及び図４に示すように、突起部４１の板部４１ａは、環状流路３０Ｂにおける主流方向と平行に延びている。環状流路３０Ｂにおける主流方向とは、上述したように、多段ポンプ室３０Ａで昇圧された流体が環状流路３０Ｂを下降し、図１に示す連通空間Ｓ２に向かう鉛直下方の流れを言う。つまり、板部４１ａは、軸方向に延び、環状流路３０Ｂにおける鉛直下方の流体の流れを阻害しない姿勢とされている。

【0032】

図５は、第１実施形態に係る外ケーシング３１ｄの外観を示す正面図である。図６は、図５に示す矢視Ａ－Ａの断面図である。
外ケーシング３１ｄの外周には、図６に示すように、軸方向から見てコの字（あるいはＵの字）状に曲げられ、同図及び図５に示すように、径方向外側に突出した突出部３１ｄ１が形成されている。突出部３１ｄ１の内側には、上述した突起部４１が係合する係合溝部４２が形成されている。係合溝部４２は、突起部４１の板部４１ａの両面を挟み込む。

【0033】

係合溝部４２（突出部３１ｄ１）は、上述した突起部４１と同数（本実施形態では４つ）、且つ、周方向において同じ配置で形成されている。また、係合溝部４２は、図５に示すように、円筒状の外ケーシング３１ｄの軸方向の一端（上端）から他端（下端）まで直線状に延びている。このような係合溝部４２を有する外ケーシング３１ｄは、金属板を曲げて、予め突出部３１ｄ１を形成した後、その金属板を円筒状に曲げることで形成することができる。

【0034】

上記構成の振動伝播機構４０によれば、図１に示すように、中間ケーシング３１ａと外ケーシング３１ｄとを物理的に接続することができる。つまり、中間ケーシング３１ａと外ケーシング３１ｄとがメタルタッチ状態となる。また、振動伝播機構４０は、中間ケーシング３１ａの外側に形成された環状流路３０Ｂを横断し、中間ケーシング３１ａと外ケーシング３１ｄとを短距離で接続している。このため、多段ポンプ室３０Ａ（ポンプハイドロ部）で発生した振動が、中間ケーシング３１ａから突起部４１に伝わり、環状流路３０Ｂを流れる流体によってほとんど減衰することなく、突起部４１から係合溝部４２を介して外ケーシング３１ｄにダイレクトに伝わる。

【0035】

したがって、中間ケーシング３１ａの振動を、外ケーシング３１ｄの外周に設置したセンサ取付部５０から直接測定することができる。また、中間ケーシング３１ａとセンサ取付部５０との距離が近く、振動減衰も殆ど無くなるため、補正計算などを用いることなく、軸受部３８の故障やキャビテーションの発生などのポンプハイドロ部の異常検知ができるようになる。

【0036】

このように、上述した本実施形態の立形多段ポンプ１によれば、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、多段に積み重ねられ、複数の羽根車４を収容する複数の中間ケーシング３１ａと、複数の中間ケーシング３１ａの外側を取り囲み、複数の中間ケーシング３１ａの外側に環状流路３０Ｂを形成する外ケーシング３１ｄと、環状流路３０Ｂを横切って、複数の中間ケーシング３１ａの少なくとも一つと、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続する振動伝播機構４０と、を備える、という構成を採用することによって、多段ポンプ室３０Ａ（ポンプハイドロ部）の振動を外部から簡単に測定することができる。

【0037】

また、本実施形態では、図２に示すように、振動伝播機構４０は、中間ケーシング３１ａに設けられ、外ケーシング３１ｄに向かって延びる突起部４１と、外ケーシング３１ｄに設けられ、突起部４１の先端部が係合する係合溝部４２と、を備えている。この構成によれば、突起部４１と係合溝部４２との接触面積を広く確保でき、中間ケーシング３１ａの振動を外ケーシング３１ｄに伝播し易くなる。また、係合溝部４２が、図５に示すように、レール状に延びることにより、係合溝部４２が案内溝となり、外ケーシング３１ｄの内側に、上述した突起部４１を備える中間ケーシング３１ａを組み込み易くなる。また、外ケーシング３１ｄに突出部３１ｄ１を設けることにより、吸込ノズル３６や吐出ノズル３７に接続される配管にかかる荷重や流体の圧力に対する外ケーシング３１ｄの強度が増す。

【0038】

また、本実施形態では、図２及び図４に示すように、突起部４１は、板状に形成された板部４１ａを備え、板部４１ａが環状流路３０Ｂにおける主流方向と平行に延びている。この構成によれば、突起部４１が環状流路３０Ｂにおける鉛直下方の主流方向の流れを阻害しないようにしつつ、当該流れに含まれる旋回流を整流する効果が得られる。このため、中間ケーシング３１ａや外ケーシング３１ｄなどの摩擦損失を低減することができる。

【0039】

また、本実施形態では、図１に示すように、回転軸２を軸支する軸受部３８が取り付けられた中間ケーシング３１ａ１を備え、振動伝播機構４０が、軸受部３８を支持する中間ケーシング３１ａ１と、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続している。この構成によれば、中間ケーシング３１ａ１の振動測定によって、軸受部３８の故障などを精度よく検知することができる。

【0040】

また、本実施形態では、図１に示すように、回転軸２の周囲を軸封するメカニカルシール２４を備え、振動伝播機構４０が、メカニカルシール２４に最も近い最上段の中間ケーシング３１ａ２と、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続している。この構成によれば、中間ケーシング３１ａ２の振動測定によって、メカニカルシール２４の故障などを精度よく検知することができる。

【0041】

また、本実施形態では、図１に示すように、振動伝播機構４０が、最下段の中間ケーシング３１ａ３と、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続している。最下段の中間ケーシング３１ａ３は、多段ポンプ室３０Ａの入口を形成し、外部の異物を吸い込み易いため、中間ケーシング３１ａ３の振動測定によって、異物の吸い込みを精度よく検知することができる。

【0042】

また、本実施形態では、図１に示すように、振動伝播機構４０が、回転軸２の振動の腹部分に位置する中間ケーシング３１ａ４と、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続している。回転軸２の振動の腹部分に位置する中間ケーシング３１ａ４とは、例えば、図１の例では、回転軸２を拘束する軸受部３８（振動の節となる）を備える中間ケーシング３１ａ１（例えば２段目）と、回転軸２を拘束するメカニカルシール２４（振動の節となる）に最も近い最上段の中間ケーシング３１ａ２（例えば８段目）との中間位置である５段目の中間ケーシング３１ａを意味する。

【0043】

また、軸受部３８を備える中間ケーシング３１ａ１が複数段（例えば１～１０段の内、１段目と５段目と９段目に）ある場合には、隣り合う中間ケーシング３１ａ１の中間に位置する中間ケーシング３１ａ（例えば３段目と７段目）が、回転軸２の振動の腹部分に位置する中間ケーシング３１ａ４である。このように、回転軸２の振動の腹部分に位置する中間ケーシング３１ａ４と、外ケーシング３１ｄとを物理的に接続することにより、外ケーシング３１ｄに伝わる振幅を大きくし、ポンプハイドロ部の異常検知が容易に行えるようになる。

【0044】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0045】

図７は、第２実施形態に係る振動伝播機構４０の構成を示す底面図である。図８は、第２実施形態に係る突起部４１が設けられた中間ケーシング３１ａを示す正面図である。図９は、第２実施形態に係る突起部４１を軸方向から見た要部拡大図である。
これらの図に示すように、第２実施形態に係る振動伝播機構４０は、中間ケーシング３１ａに一体で設けられた突起部４１を備えている。

【0046】

第２実施形態の突起部４１は、軸方向から見てＩ字状に形成された金属平板であり、中間ケーシング３１ａの外周に接合されている。つまり、図９に示すように、突起部４１の根本には、中間ケーシング３１ａとの接合部４６（溶接ビード）が形成されている。なお、第２実施形態の中間ケーシング３１ａには、第１実施形態で説明した台座部４４は無い。その他、突起部４１の数、及び、周方向における配置などは、第１実施形態と同様である。

【0047】

図１０は、第２実施形態に係る外ケーシング３１ｄの外観を示す正面図である。図１１は、図１０に示す矢視Ｂ－Ｂの断面図である。
これらの図に示すように、第２実施形態に係る係合溝部４２は、外ケーシング３１ｄの内周に一体で設けられたレール部材４７に形成されている。

【0048】

レール部材４７は、軸方向から見てコの字（あるいはＵの字）に形成された金属片であり、外ケーシング３１ｄの内周に接合されている。つまり、図１１に示すように、レール部材４７の根本には、外ケーシング３１ｄとの接合部４６（溶接ビード）が形成されている。なお、第２実施形態の外ケーシング３１ｄには、第１実施形態で説明した突出部３１ｄ１は無い。その他、係合溝部４２（レール部材４７）の数、及び、周方向における配置などは、第１実施形態と同様である。

【0049】

上記構成の第２実施形態によれば、第１実施形態と異なり、突起部４１の取り付けにボルト４３を使用しないので、台座部４４の形成が不要になる。このため、中間ケーシング３１ａを低コストで製作でき、また、ボルト４３で突起部４１を取り付ける手間がなくなるため、立形多段ポンプ１の組み立て性がよくなる。また、台座部４４の形成が不要になることで、環状流路３０Ｂの流路面積が狭くなることもなく、圧力損失も低減できる。また、第２実施形態によれば、外ケーシング３１ｄへのレール部材４７の接合により、第１実施形態と異なり、突出部３１ｄ１の形成が不要になる。このため、外ケーシング３１ｄを曲げ加工し、係合溝部４２を形成する手間がなくなり、また、係合溝部４２の寸法精度も容易に高めることができる。さらに、外ケーシング３１の内周にレール部材４７を接合することにより、吸込ノズル３６や吐出ノズル３７に接続される配管にかかる荷重や流体の圧力に対する外ケーシング３１ｄの強度を増すこともできる。

【0050】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0051】

図１２は、第３実施形態に係る振動伝播機構４０の構成を示す底面図である。
図１２に示すように、第３実施形態に係る振動伝播機構４０は、外ケーシング３１ｄに設けられ、中間ケーシング３１ａに向かって延びる突起部４１と、中間ケーシング３１ａに設けられ、突起部４１の先端部が係合する係合溝部４２と、を備えている。つまり、突起部４１と係合溝部４２の配置が、上述した実施形態と逆になっている。

【0052】

突起部４１は、外ケーシング３１ｄの内周から径方向内側に向かって延びている。このような突起部４１を有する外ケーシング３１ｄは、金属板を折り曲げて、予め突起部４１を形成した後、その突起部４１が内側になるように、金属板を円筒状に曲げることで形成することができる。係合溝部４２は、レール部材４７に形成されている。レール部材４７は、軸方向から見てコの字（あるいはＵの字）に形成された金属片であり、中間ケーシング３１ａの外周に接合されている。

【0053】

上記構成の第３実施形態のように、振動伝播機構４０の突起部４１は、外ケーシング３１ｄ側に設けても構わない。また、振動伝播機構４０の係合溝部４２は、中間ケーシング３１ａ側に設けても構わない。つまり、振動伝播機構４０は、中間ケーシング３１ａ及び外ケーシング３１ｄのいずれか一方に設けられ、中間ケーシング３１ａ及び外ケーシング３１ｄの他方に向かって延びる突起部４１と、中間ケーシング３１ａ及び外ケーシング３１ｄの他方に設けられ、突起部４１の先端部が係合する係合溝部４２と、を備えていればよい。なお、突起部４１を外ケーシング３１ｄに設けることにより、吸込ノズル３６や吐出ノズル３７に接続される配管にかかる荷重や流体の圧力に対する外ケーシング３１ｄの強度を増すこともできる。

【0054】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【0055】

例えば、上記実施形態では、振動伝播機構４０の突起部４１及び係合溝部４２を、周方向において間隔をあけて複数設ける形態について説明したが、振動伝播機構４０の突起部４１及び係合溝部４２は、周方向において少なくとも１つあればよい。

【0056】

また、例えば、上記第１実施形態に係る外ケーシング３１ｄは、図５に示すように、径方向外側に突出する突出部３１ｄ１を有するため、その外ケーシング３１ｄの上端（ケーシングカバー３１ｅ）と下端（下部ケーシング３１ｃ）のシールには、突出部３１ｄ１の形状に対応した凹凸を有する専用のシールリングを使用するとよい。
なお、ポンプ部３０は、下部ケーシング３１ｃに外ケーシング３１ｄを接続し、その後、順次中間ケーシング３１ａと羽根車４を積み重ねて製造する。このため、突出部３１ｄ１（係合溝部４２）は、必ずしも外ケーシング３１ｄの下端まで延びていなくてもよく、この場合、外ケーシング３１ｄの下端のシールには、一般的なＯリングを使用してもよい。
ちなみに、図１０に示す第２実施形態に係る外ケーシング３１ｄの上端、下端には、一般的なＯリングを使用することができる。

【0057】

また、例えば、上記実施形態では、振動伝播機構４０を、図１に示す中間ケーシング３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４に設ける形態について説明したが、振動伝播機構４０は中間ケーシング３１ａの少なくとも１つに設けられていればよく、また、中間ケーシング３１ａの全段のそれぞれに設けても構わない。
但し、中間ケーシング３１ａの全段に振動伝播機構４０を設けると、部品点数が増え、また、外ケーシング３１ｄに伝わる振動も複合的になって異常の特定が困難になるため、上述した要所（中間ケーシング３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４）のうちの少なくとも１つに設け、上述した要所以外の中間ケーシング３１ａには振動伝播機構４０を設けないようにすることが好ましい。

【符号の説明】

【0058】

１ 立形多段ポンプ
２ 回転軸
４ 羽根車
８ 吸込口
２４ メカニカルシール
３０Ａ 多段ポンプ室
３０Ｂ 環状流路
３１ ケーシング
３１ａ 中間ケーシング
３１ａ１ 中間ケーシング
３１ａ２ 中間ケーシング
３１ａ３ 中間ケーシング
３１ａ４ 中間ケーシング
３１ｄ 外ケーシング
３８ 軸受部
４０ 振動伝播機構
４１ 突起部
４２ 係合溝部
５０ センサ取付部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】