特許 7564054 横軸ポンプ及び横軸ポンプの運転方法

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】横軸ポンプ及び横軸ポンプの運転方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/046 20060101AFI20241001BHJP

【ＦＩ】

F04D29/046 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021077693

(22)【出願日】2021-04-30

(65)【公開番号】P2022171192

(43)【公開日】2022-11-11

【審査請求日】2024-03-14

(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】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】100137039

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 靖子

(72)【発明者】

【氏名】清水 修

(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】金 成夏

(72)【発明者】

【氏名】金子 浩之

(72)【発明者】

【氏名】小宮 真

(72)【発明者】

【氏名】千葉 真

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９３９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３３８３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１８００５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０９８００３４５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／０４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

横軸ポンプであって、
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、
前記回転軸を支持する水中軸受部材と、
前記ポンプケーシング内に負圧を導入可能な、吸気弁が設けられた吸気管と、
前記吸気弁の上流側で前記吸気管に接続される入口端部と、前記水中軸受部材に接続される出口端部とを有する給液管と、
前記給液管に設けられ、前記吸気管を通る液体の一部を受け入れ可能な給液受け部と、
前記給液受け部の上流側で前記給液管に設けられる第１の弁と、
前記給液受け部の下流側で前記給液管に設けられる第２の弁と、
を備える、横軸ポンプ。

【請求項2】

前記給液受け部は、前記ポンプケーシングの外部で、前記水中軸受部材より高い位置に配置される、請求項１に記載の横軸ポンプ。

【請求項3】

前記給液管は、前記給液受け部の下流側に流量制限部材を備えており、前記流量制限部材は、前記給液受け部から出た液体の流量を制限するように構成されている、請求項１または２に記載の横軸ポンプ。

【請求項4】

前記流量制限部材は、低圧用ノズル又は弁を含む、請求項３に記載の横軸ポンプ。

【請求項5】

前記給液管は、透明な窓部を有しており、前記窓部から、前記流量制限部材を通過した液体が視認可能である、請求項３または４に記載の横軸ポンプ。

【請求項6】

前記給液管は、前記流量制限部材の上流側に、流量調整弁を有している、請求項３～５のいずれかに記載の横軸ポンプ。

【請求項7】

前記給液管は、前記流量制限部材の下流側に逆止弁を有している、請求項３～６のいずれかに記載の横軸ポンプ。

【請求項8】

前記給液受け部に、空気抜弁が設けられている、請求項１～７のいずれかに記載の横軸ポンプ。

【請求項9】

前記給液受け部に、溢流管が設けられている、請求項1～８のいずれかに記載の横軸ポンプ。

【請求項10】

請求項１～９のいずれかに記載の横軸ポンプの運転方法であって、
前記吸気弁を開いて前記ポンプケーシング内を吸気する共に、前記ポンプケーシングの吐出口に接続された吐出管に設けられる吐出弁を中間開度まで開き、ポンプモータを始動する第１の工程と、
前記ポンプケーシング内の満水状態が検知されたときに前記吸気弁を閉じると共に前記吐出弁を全開する、第２の工程と、を備え、
前記第１の工程は、前記第１の弁を閉じて前記第２の弁を開くことを含み、
前記第２の工程は、前記第１の弁を開くことを含む、
横軸ポンプの運転方法。

【請求項11】

前記吐出弁を閉じて前記ポンプモータを停止すると共に前記第２の弁を閉じる第３の工
程を備える、請求項１０に記載の横軸ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、本発明は、横軸ポンプ、特に揚水用または排水用に用いられる横軸ポンプに関する。本発明は、さらに、横軸ポンプの運転方法に関する。

【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。図６は、従来の横軸ポンプの一例を示す。この例では、横軸ポンプ１０は、横軸斜流ポンプとして構成されている。図６に示すように、横軸ポンプ１０の吸込ケーシング１４の下方で、据付床１０００を貫通して吸込管１２が吸込ケーシング１４と接続される。吸込管１２は下端部の吸込口が開口している。横軸ポンプ１０を始動する際の吸込側の液面は、主軸（換言すれば、回転軸）１１や羽根車１６の位置より低い位置にある。従って、吐出ケーシング１８の吐出口に接続された開閉弁（換言すれば、吐出弁）２０を閉じて、吸込ケーシング１４と吐出ケーシング１８内を、真空ポンプ２２で真空引をおこなう。これにより、吸込管１２内から吸込側の液面を上昇させ、吸込ケーシング１４と吐出ケーシング１８内を取扱液（換言すれば、横軸ポンプ１０によって移送される液体）で満たすことができる。通常、吸込ケーシング１４と吐出ケーシング１８内が満水になった後に横軸ポンプ１０の主軸１１を回転させてポンピングを開始するとともに、開閉弁２０を開く。

【0003】

ところで、一般に、横軸ポンプのポンプケーシング内で主軸の端部を支持する水中軸受部材（図６では符号２４で示される）には、すべり軸受が採用される。水中軸受部材２４の構成の一例を、図７に示す。

【0004】

図７の例では、軸受３０が、半密封化された軸受ケース３２に支持されている。図示しないポンプケーシングの外部からの潤滑油などの潤滑液が、供給配管５２を介して、軸受３０と主軸３６との摺動部に供給（換言すれば、圧入）される。軸受ケース３２には、主軸３６の一方の端部を覆うように閉止板３８が取り付けられ、軸受ケース３２と閉止板３８の間は、ポンプケーシング内の揚水が、軸受ケース３２内に流入しないようにシールされている。閉止板３８の開口部を通じて、供給配管５２から軸受ケース３２内に潤滑液が圧入される。軸受ケース３２の羽根車側（図７の左側；換言すれば、閉止板３８とは軸方向で反対の側）では、固定板４０が、主軸１１に取り付けられている。固定板４０と軸受ケース３２との間にオイルシール４２が配置され、揚水の軸受ケース３２内への流入を防止している。圧入された潤滑液は、固定板４０と軸受ケース３２との間から軸受ケース３２の外部に流出可能である。そのため潤滑液は回収配管５４からすべて回収されず、揚水中または排水中に漏れ出る可能性がある。

【0005】

図６に示す横軸ポンプ１０では、据付床１０００に置かれた潤滑液循環用のポンプ５０からの潤滑液が、供給配管５２を通して水中軸受部材２４に供給される。潤滑液は、回収配管５４により潤滑液循環用のポンプ５０に戻される。図６には示されないが、配管５２、５４には、使用前の潤滑液を溜めておくタンクと使用後の潤滑液を溜めておくタンクを備えることができ、摺動熱により加熱された潤滑液を冷却するラジエーターを備えることができる。

【0006】

横軸斜流ポンプは、主として河川水などの液体を移送するので、ポンプの揚水中にスラリが含まれ得る。スラリは、日によって、または河川によって、その量が変化する。また、砂礫質または粘土質等、スラリの質も様々である。上記のようにポンプケーシングの外部から潤滑液が供給される水中軸受部材では、軸受自体は揚水から半密閉化されている。
従って、横軸ポンプは、すべり軸受の摺動部にスラリが侵入するおそれなく運転可能である。

【0007】

しかし、図７の水中軸受部材は、複雑な機構と外部から潤滑液を供給する設備を必要とする。さらに、水中軸受部材のメンテナンスを行うためにポンプが分解されると、使用時に揚水に接している部分（例えば、軸受ケース３２の外面）と潤滑液に接している部分（例えば、軸受ケース３２の内面）が同時に解放される。これにより、揚水が軸受３０の摺動部等に入るおそれがあり、逆に、潤滑油等の潤滑液が軸受ケース３２の外面等に付着するおそれがある。また、潤滑液の補給が定期的に必要となるので、補給設備のための追加の設置スペースが必要になる。従って、イニシャルコスト及びランニングコストが増加する。また、使用後の潤滑液を水中軸受部材から排出する必要があることから、軸受ケース３２は、完全に密封状態にあるわけではない。しかし、ポンプから吐出される液体は、農業用または飲料用等に用いられる場合があるので、ポンプによって移送される液体に潤滑液が混入する可能性があることは、好ましくない。

【0008】

以上のような方式に対して、ポンプケーシングの外部から潤滑液を供給しない潤滑方式も提案されている。例えば、図８に示すように、軸受６０を収容する軸受ケース６２を、羽根車側（図８の左側）で開放させ、ポンプケーシング内の揚水の流れを受け入れる。この場合、ポンプで移送される液体は、羽根車側の回転軸６４と、軸受ケース６２に取り付けられた固定板６６との間から、軸受ケース６２の内部に流入する。これにより、軸受ケース６２の内部が揚水で満たされる。すなわち、図８の方式では、ポンプによって移送される液体で軸受６０の摺動部を浸すことによって潤滑が行われる。このような自己潤滑による水中軸受の場合には、ポンプによって移送される液体が、潤滑液として使用される。この方式では、 ポンプの外部から潤滑液を供給する場合に生じる設置スペース及びコストの問題を避けることができる。

【0009】

ところで、一般に、横軸ポンプでは、ポンプケーシング内の吸気を開始し、満水状態が検知された後に、主軸を回転させるモータを起動する。その後、ポンプの吐出弁が開かれ排水が開始される。しかし、満水後にポンプを起動する場合、始動電力が高くなりモータの負荷が大きくなる。また、ポンプの始動電力が高くなることは、ポンプが設置される地域の電圧降下にもつながり、好ましくない。

【0010】

そこで、ポンプケーシング内が非満水状態のときに吸気を開始するのと同時にポンプモータを起動し、満水状態が検知された後に排水を開始する、いわゆるドライ始動方式が採用される場合がある。図８で示される従来の水中軸受構成では、ポンプケーシング内の揚水の流れがそのまま潤滑液として使用されている。この構成では、ドライ始動時には、軸受６０の摺動部がドライ状態のままポンプが運転されるので、摺動部を潤滑することができない。ドライ状態で回転軸６４と摺接する軸受６０の温度は、高い摩擦によって上昇するので、温度上昇を抑制するために軸受部の放熱構造の工夫や高価な材料を使う必要がある。

【0011】

非常用設備である排水機場は、管理運転（エンジン（モータ）、減速機、ポンプの健全性の確認）を定期的に行う必要があるが、通常河川は水位が低く、所定の運転水位まで水が達していないため排水運転をすることができない。そこで、ドライ状態で運転させて各機器の健全性を確認する場合がある。ドライ始動での管理運転を行うためには、回転軸６４と摺接する軸受６０の温度が高い摩擦によって上昇するので、温度上昇を抑制するために軸受部の放熱構造の工夫や高価な材料を使う必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開平６－３４６８８７号公報

【文献】特開２００７－１８２７６９号公報

【文献】特開平７－２１７５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明の一実施形態によれば、ドライ始動時やドライ管理運転時にも水中軸受を潤滑することができる横軸ポンプ及び横軸ポンプの運転方法を提供することができる。また、本発明の一実施形態によれば、簡便な設備で水中軸受の潤滑を行うことができる横軸ポンプ及び横軸ポンプの運転方法を提供することができる。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施形態によれば、横軸ポンプであって、水平方向に延びる回転軸と、回転軸に固定された羽根車と、羽根車が収容されるポンプケーシングと、回転軸を支持する水中軸受部材と、ポンプケーシング内に負圧を導入可能な、吸気弁が設けられた吸気管と、吸気弁の上流側で吸気管に接続される入口端部と、水中軸受部材に接続される出口端部とを有する給液管と、給液管に設けられ、吸気管を通る液体の一部を受け入れ可能な給液受け部と、給液受け部の上流側で給液管に設けられる第１の弁と、給液受け部の下流側で給液管に設けられる第２の弁と、を備える、横軸ポンプが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態による横軸ポンプの全体概要を示す模式図である。

【図1A】給液受け部の配置の一例を説明する図である。

【図2】図１に示す給液管の下流側の構成を示す部分図である。

【図3】図１に示す水中軸受部材の詳細を示す図である。

【図4】横軸ポンプの始動工程を示すフロー図である。

【図5】横軸ポンプの停止工程を示すフロー図である。

【図6】従来の横軸ポンプの構成例を示す図である。

【図7】従来の水中軸受部材の構成例を示す図である。

【図8】従来の水中軸受部材の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、図面では、同一また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。尚、以下の説明において、「上」、「下」等の方向を示す用語は、図１等に示す横軸ポンプの設置状態における方向を意味する。

【0017】

図１は、本発明の一実施形態による横軸ポンプ１００の全体概要を示す模式図である。横軸ポンプ１００は、横軸斜流ポンプとして構成されている。しかし、他の実施形態では、横軸ポンプ１００は、横軸軸流ポンプであってもよい。横軸ポンプ１００は、据付床１０００に据え付けられ、据付床１０００を貫通する吸込管１０１に接続されるように構成されている。横軸ポンプ１００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１０２と、吸込ケーシング１０２の下流側にフランジ接続される管状の吐出ケーシング１０４とを有する。吸込ケーシング１０２は、吸込口１０３を有し、吐出ケーシング１０４は、吐出口１０５を有する。吐出口１０５は、吐出弁１０７ａを有する吐出管１０７に接続される。横軸ポンプ１００は、略水平方向に延びる回転軸１０６を有する。回転軸１０６は、吸込ケーシング１０２を貫通し、吐出ケーシング１０４の内部まで延びる。回転軸１０６と吸込ケーシング１０２との隙間は、軸封部１０８により液密に封止される。

【0018】

回転軸１０６のポンプケーシング内の端部は、吐出ケーシング１０４内に配置される水中軸受部材１１０によって回転可能に支持される。水中軸受部材１１０は、回転軸１０６の方向に軸を揃えた略円筒形のすべり軸受（以下、軸受）１１２と、軸受１１２を支持する軸受ケース１１４とを備える。軸受ケース１１４は、内部ケーシング１１８の内部に、図示しないリブ等によって固定される。内部ケーシング１１８は、複数の案内羽根１１６を介して吐出ケーシング１０４内に固定される。

【0019】

回転軸１０６には、羽根車１２０が固定され、回転軸１０６の回転に伴って羽根車１２０が回転する。羽根車１２０と内部ケーシング１１８の内面により、水中軸受部材１１０を収容する空間である水中軸受室１２２が形成される。なお、水中軸受室１２２は、吐出ケーシング１０４の内周面と内部ケーシング１１８の外周面の間の空間から孤立して密閉されているのではなく、互いに液体の行き来は可能である。

【0020】

ポンプケーシングの外部に延びた回転軸１０６の端部は、軸継手１２４を介して、回転軸１０６を回転させるためのポンプモータ１２５に接続される。また、軸継手１２４と軸封部１０８との間には、吸込ケーシング１０２の外部において回転軸１０６を回転可能に支持する外部軸受１２６が設けられる。

【0021】

真空ポンプ１２８と吐出ケーシング１０４とが吸気管１３０で接続され、吸気管１３０には、吸気弁１３２、満水検知器１３４、及び真空破壊弁１３６が設けられている。吸気管１３０には、ストレーナ等の異物除去装置１３８を設けることができる。真空ポンプ１２８は、ポンプケーシング内部に負圧を提供し、ポンプケーシング内部を吸気することができる。真空破壊弁１３６は、横軸ポンプ１００の始動時に閉じられ、停止時に開かれる。満水検知器１３４は、ポンプケーシング内部が取扱液で満たされた満水状態を検知するように構成されている。異物除去装置１３８は、吸気管１３０を通る流体から異物を除去することができる。

【0022】

横軸ポンプ１００は、また、水中軸受部材１１０に潤滑液を供給するための給液管１４０を備えている。給液管１４０は、吸気弁１３２の上流側（図示の例では、満水検知器１３４と異物除去装置１３８との間）で吸気管１３０に接続される入口端部１４２を有している。換言すれば、給液管１４０は、吸気管１３０から分岐する枝管である。給液管１４０は、吐出ケーシング１０４及び内部ケーシング１１８の壁面を通過して、水中軸受部材１１０の内部につながる出口端部１４４を有している。こうして、本実施形態では、横軸ポンプ１００の取扱液の一部を、潤滑液として水中軸受部材１１０に供給する。

【0023】

給液管１４０の入口端部１４２と出口端部１４４との間に、給液受け部１４６が設けられている。図１Ａに、給液受け部１４６の配置の一例を示す。図１Ａに示すように、給液受け部１４６は、ポンプケーシングの外部で、水中軸受部材１１０より高い位置に配置される。ここで、水中軸受部材１１０が配置される回転軸１０６の中心軸線の位置を、水中軸受部材１１０の位置Ａとして定義することができる。水中軸受部材１１０の位置Ａより高い位置Ｂに、給液受け部１４６の下面が配置される。これにより、給液受け部１４６内の液体を、自然流下によって軸受１１２に供給することができる。給液受け部１４６は、吸気管１３０から給液管１４０に流入した液体を受け入れ可能なタンクまたは槽の形態を有している。また、図１Ａに示すように、満水検知器１３４が、給液受け部１４６より高い位置に配置されることが望ましい。具体的には、満水検知器１３４の本体の下面の位置Ｄを、給液受け部１４６の上面の位置Ｃより高く設定することが望ましい。これにより、吸気管１３０からの液体が、満水検知器１３４に入る前に給液受け部１４６に流入し得る。液体を受け入れる開口部（符号省略）は、給液受け部１４６の上壁１４８に形成されることができる。しかし、液体を受け入れる開口部は、給液受け部１４６の側壁に設けられ
てもよい。上壁１４８に、空気抜弁１５０を設けることができる。なお、空気抜弁１５０は、弁箱の内部にフロートが配置される既知の構成を有する空気抜弁であってよい。弁箱内に空気が溜まると水面と共にフロートが下降することにより、弁座が開放されて空気が排出される。給液受け部１４６には、吸気管１３０からの液体と空気が流入するが、溜まった空気を空気抜弁１５０によって逃がすことができる。上壁１４８は、開閉可能な蓋部を形成していてもよい。給液受け部１４６の容積は特に限られない。給液受け部１４６は、溢流管１５２を有することができ、給液受け部１４６内の液体は、開閉弁１５４によって、適宜、排出されてよい。

【0024】

給液受け部１４６は水中軸受部材１１０より高い位置に配置されるので、液体を、水中軸受部材１１０に向けて自然流下させる（例えば、滴下する）ことができる。給液管１４０において、給液受け部１４６より上流側の部分を上流側配管１４０ａと称し、下流側の部分を下流側配管１４０ｂと称する。

【0025】

下流側配管１４０ｂは、流量制限部材１５６が配置される中間配管１５８を含む。図２は、中間配管１５８の構成を示す部分図である。中間配管１５８は、上下の配管にフランジ接続され、拡大した口径を有する拡大部１６０を含む。流量制限部材１５６は、スプレー式ノズル等の低圧用ノズル、フラップ弁等の弁部材、メッシュ状部材等、給液受け部１４６から水中軸受部材１１０に供給される液体の流量を低減することができる部材であれば、特に限定されない。液体は、流量制限部材１５６によって低減された流量で、水中軸受部材１１０に供給される。これにより、仮に給液受け部１４６の容積が小さい場合でも、微小量の液体を、潤滑液として比較的長い時間にわたって水中軸受部材１１０の軸受面に供給することができる。軸受面に対する供給流量は、毎分数ｍｌ程度にすることができる。

【0026】

流量制限部材１５６は、拡大部１６０の内部に配置されることができる。拡大部１６０の内部は、透明な窓部１６２によって可視化されてよい。図２に示されるように、流量制限部材１５６を通過した液体は、水滴状に滴下され得る。このような微小な流量の流れを、窓部１６２から目視によって確認することができる。本実施形態では、窓部１６２が透明な材料で形成されている。しかし、他の実施形態では、拡大部１６０の全体または中間配管１５８の全体が、透明な材料で形成されていてもよい。

【0027】

再び図１を参照すると、流量制限部材１５６の上流側に、流量調整弁１６４が設けられてよい。これにより、流量調整弁１６４によって流量が低減された液体を、流量制限部材１５６によってさらに微小な流量で、例えば滴下によって軸受面に供給することができる。しかし、流量調整弁１６４は、必ずしも設けられなくてよい。

【0028】

上流側配管１４０ａに弁１６６が設けられており、弁１６６によって上流側配管１４０ａの流路を開閉することができる。また、下流側配管１４０ｂに弁１６８が設けられ、弁１６８によって下流側配管１４０ｂの流路を開閉することができる。弁１６６，１６８は、横軸ポンプ１００に備えられた図示しない制御部によって操作される電動弁であってよい。弁１６８の下流側に、逆止弁１７０を設けることができる。

【0029】

図３は、水中軸受部材１１０の内部構成を示す図である。図示されるように、回転軸１０６の外周面には、軸受１１２の内周面に対してすべり接触する円筒状のスリーブ１０６ａが固定されている。スリーブ１０６ａの外周面と軸受１１２の内周面との間には、非常に小さい隙間が設けられる。しかし、スリーブ１０６ａは設けられていなくてもよい。

【0030】

軸受１１２は、全体として円筒状であり、内側に回転軸１０６及びスリーブ１０６ａが挿通されてスリーブ１０６ａの外周面とすべり接触する。軸受１１２は、軸受ケース１１
４に支持されている。軸受ケース１１４には、回転軸１０６の一方の端部を覆うように閉止板１７２が取り付けられ、水中軸受室１２２の揚水が軸受ケース１１４と閉止板１７２の間を通じて軸受ケース１１４の内部に流れないように、シールが施されている。閉止板１７２と軸方向で反対の側では、軸受１１２と回転軸１０６（図示の例では、スリーブ１０６ａ）の隙間は、水中軸受室１２２に開口している。

【0031】

ここで、すべり面には、軸受１１２の内周面と外周面につながる開口１１２ａが設けられている。軸受ケース１１４には、軸受１１２の開口１１２ａに対応する位置に、開口１１４ａが設けられている。つまり、水中軸受部材１１０は、軸受１１２のすべり面を貫通し、更に軸受ケース１１４も貫通する開口１１２ａ、１１４ａを有している。開口１１２ａ及び開口１１４ａは、軸受１１２の軸方向長さの半分より閉止板１７２に近い位置に配置されることが好ましい。軸受１１２の周方向において、開口１１２ａ及び開口１１４ａは、水平方向に延びる回転軸１０６の上方（換言すれば、鉛直方向の上部；図１を参照）に配置される。この開口１１２ａ、１１４ａを通って、給液受け部１４６の液体が、潤滑液として水中軸受部材１１０に供給され、開口１７４より、水中軸受部材１１０の外部に放出される。水中軸受部材１１０に供給された液体は、軸受ケース１１４と閉止板１７２によって、一方向、すなわち、回転軸１０６（図示の例では、スリーブ１０６ａ）と軸受１１２の隙間を通じて羽根車側の方向（図３の左方向）に流れ、水中軸受室１２２に流出する。

【0032】

（実施例）
ＰＶ値：１．１ＭＰａ・ｍ／ｓ、常温の使用条件下で、すべり軸受に対して回転軸を連続回転させると共に、軸受面に、０．１ｍｌ／ｍｉｎ以上１０．０ｍｌ／ｍｉｎ以下の流量で潤滑液を供給したところ、６０℃以下の安定した軸受温度が得られた。潤滑液の供給流量は、０．５ｍｌ／ｍｉｎ以上５．０ｍｌ／ｍｉｎ以下が好ましく、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上３．０ｍｌ／ｍｉｎ以下がより好ましい。

【0033】

横軸ポンプ１００は、ドライ始動可能なポンプ、すなわち、気中運転可能なポンプである。以下、図４及び図５を参照して、横軸ポンプ１００の運転方法を説明する。

【0034】

図４は、横軸ポンプ１００の始動方法を説明するフロー図である。本フローは、横軸ポンプ１００を始動する際に、横軸ポンプ１００に備えられた図示しない制御部、またはユーザによって実行され得る。ドライ始動では、ポンプケーシング内が非満水状態のときに吸気が開始されるのと同時にポンプモータ１２５が起動され、満水状態が検知された後に排水が開始される。

【0035】

すなわち、予め設定された吸込水位等の始動条件が成立すると、ポンプモータ１２５を始動する（Ｓ１０）とともに、弁操作を行う。具体的には、給液管１４０の上流側配管１４０ａの弁１６６を閉じ（Ｓ１２）、下流側配管１４０ｂの弁１６８を開く（Ｓ１４）。これにより、給液受け部１４６の液体が自然流下により、流量制限部材１５６を介して水中軸受部材１１０に供給される。また、吸気弁１３２を開く（Ｓ１６）と共に、真空破壊弁１３６を閉じ（Ｓ１８）、吐出弁１０７ａを中間開度（例えば、２０％）に開く（Ｓ２０）。なお、ポンプモータ１２５の始動及び弁操作は、同時に行われてもよいし、所定の順序で行われてもよい。

【0036】

吸気弁１３２の開弁後、真空ポンプ１２８を起動する（Ｓ２２）。これにより、ポンプケーシング内部に負圧が導入され、ポンプケーシング内部に取扱液が吸い込まれる。

【0037】

満水検知器１３４によって満水状態が検知される（Ｓ２４）と、吸気弁１３２を閉じ（Ｓ２６）、真空ポンプ１２８を停止する（Ｓ２８）。

【0038】

なお、ポンプモータ１２５の始動時に弁１６６を閉じずに開けたままとし、給液受け部１４６を満水にさせた後に、満水検知器１３４が満水状態を検知するように構成してもよい。

【0039】

次に、上流側配管１４０ａの弁１６６を開き（Ｓ３０）、吐出弁１０７ａを全開に開く（Ｓ３２）。これにより、吐出弁１０７ａからの液体の排出が開始されるとともに、吐出ケーシング１０４内の液体の一部が給液受け部１４６に流入する。給液受け部１４６に液体が流入する際は、空気抜弁１５０から空気が抜け、給液受け部１４６は満水状態となる。横軸ポンプ１００の運転中は、給液受け部１４６と軸受１１２との圧力差により、軸受１１２に液体が供給（例えば、滴下）される。また、横軸ポンプ１００の吐出圧力が高い場合に備えて、減圧弁１８０を給液管１４０に設置してもよい。横軸ポンプ１００の定格排水運転を検知する（Ｓ３４）と、始動を完了する。

【0040】

なお、定格排水運転を検知する方法としては、例えば、横軸ポンプ１００の吐出圧力、またはポンプモータ１２５の電流値により判断することができる。

【0041】

横軸ポンプ１００の運転中に、万一、横軸ポンプ１００の吐出圧力またはポンプモータ１２５の電流が所定の値に達しない場合（万一、ポンプ配管内の水が落水して無くなってしまう場合など）には、軸受１１２がドライ状態で運転されてしまう。しかし、そのような場合でも、給液受け部１４６内の液体を、自然流下により、流量制限部材１５６を介して水中軸受部材１１０に供給することができる。

【0042】

図５は、横軸ポンプ１００の停止方法を説明するフロー図である。停止時には、吐出弁１０７ａを閉じた（Ｓ４０）後に、ポンプモータ１２５を停止する（Ｓ４２）。次に、下流側配管１４０ｂの弁１６８を閉じ（Ｓ４４）、真空破壊弁１３６を開く（Ｓ４６）。弁１６８を閉じることにより、吐出ケーシング１０４からの液体は、給液受け部１４６に貯留される。真空破壊弁１３６を開くことによって、ポンプケーシング内部の負圧が解消する。本フローは、横軸ポンプ１００を停止する際に、横軸ポンプ１００に備えられた図示しない制御部、またはユーザによって実行される。

【0043】

ドライ管理運転を行う際には、給液受け部１４６に貯留された液体を用いることができる。具体的には、下流側配管１４０ｂの弁１６８を開くことにより、給液受け部１４６内の液体が、自然流下によって、流量制限部材１５６を介して水中軸受部材１１０に供給される。従って、ポンプ配管内に水が無くても横軸ポンプ１００の運転が可能である。

【0044】

このように、本実施形態によれば、横軸ポンプ１００の吐出ケーシング１０４内の取り扱い液の一部を、吸気管１３０を通して取り出し、水中軸受部材１１０のための潤滑液として使用することができる。吸気管１３０を通して取り出された液体は、給液受け部１４６に貯留しておくことができる。従って、横軸ポンプ１００の運転が停止された後、再度の始動（すなわち気中運転の開始）に備えることができる。すなわち、始動条件が成立すると、始動に先立って弁１６８を開き、潤滑液の供給を開始することができる。

【0045】

給液受け部１４６を出た潤滑液は、流量制限部材１５６によって低減された微小な流量で、水中軸受部材１１０に供給される。従って、仮に給液受け部１４６の容積が小さい場合でも、微小量の潤滑液を比較的長い時間にわたって軸受面に供給することができる。上記実施例の結果に示されるように、気中運転の間、微小流量の潤滑液でも、十分に軸受温度の上昇を抑制することができる。

【0046】

給液受け部１４６を、水中軸受部材１１０より高い位置に配置することにより、微小流
量で供給される潤滑液を、水中軸受部材１１０に自然流下によって供給することができる。これにより、潤滑液の供給のためのポンプが不要になるので、設備コストを低減することができる。また、流量制限部材１５６を出る微小流量の潤滑液の流れを、給液管１４０の可視化された窓部１６２を通して、目視で容易に確認することができる。従って、必要に応じて、流量制限部材１５６のメンテナンスを容易に行うことができる。また、給液受け部１４６の上流側及び下流側に配置される弁１６６、１６８を電動弁にすることにより、横軸ポンプ１００の潤滑液の供給を、自動制御により行うことが可能である。

【0047】

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、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。

【0048】

本発明は、以下の態様を含む。
１．横軸ポンプであって、
水平方向に延びる回転軸と、
回転軸に固定された羽根車と、
羽根車が収容されるポンプケーシングと、
回転軸を支持する水中軸受部材と、
ポンプケーシング内に負圧を導入可能な、吸気弁が設けられた吸気管と、
吸気弁の上流側で吸気管に接続される入口端部と、水中軸受部材に接続される出口端部とを有する給液管と、
給液管に設けられ、吸気管を通る液体の一部を受け入れ可能な給液受け部と、
給液受け部の上流側で給液管に設けられる第１の弁と、
給液受け部の下流側で給液管に設けられる第２の弁と、
を備える、横軸ポンプ。
２．給液受け部は、ポンプケーシングの外部で、水中軸受部材より高い位置に配置される、上記１．に記載の横軸ポンプ。
３．給液管は、給液受け部の下流側に流量制限部材を備えており、流量制限部材は、給液受け部から出た液体の流量を制限するように構成されている、上記１．または２．に記載の横軸ポンプ。
４．流量制限部材は、低圧用ノズル又は弁を含む、上記３．に記載の横軸ポンプ。
５．給液管は、透明な窓部を有しており、窓部から、流量制限部材を通過した液体が視認可能である、上記３．または４．に記載の横軸ポンプ。
６．給液管は、流量制限部材の上流側に、流量調整弁を有している、上記３．～５．のいずれかに記載の横軸ポンプ。
７．給液管は、流量制限部材の下流側に逆止弁を有している、上記３．～６．のいずれかに記載の横軸ポンプ。
８．給液受け部に、空気抜弁が設けられている、上記１．～７．のいずれかに記載の横軸ポンプ。
９．給液受け部に、溢流管が設けられている、上記1．～８．のいずれかに記載の横軸ポンプ。
１０．上記１．～９．のいずれかに記載の横軸ポンプの運転方法であって、
吸気弁を開いてポンプケーシング内を吸気する共に、ポンプケーシングの吐出口に接続された吐出管に設けられる吐出弁を中間開度まで開き、ポンプモータを始動する第１の工程と、
ポンプケーシング内の満水状態が検知されたときに吸気弁を閉じると共に吐出弁を全開する、第２の工程と、を備え、
第１の工程は、第１の弁を閉じて第２の弁を開くことを含み、
第２の工程は、第１の弁を開くことを含む、
横軸ポンプの運転方法。
１１．吐出弁を閉じてポンプモータを停止すると共に第２の弁を閉じる第３の工程を備える、上記１０．に記載の横軸ポンプ。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、横軸ポンプに広く適用することができる。

【符号の説明】

【0050】

１０ 横軸ポンプ
１１ 回転軸
１２ 吸込管
１４ 吸込ケーシング
１６ 羽根車
１８ 吐出ケーシング
２０ 開閉弁
２２ 真空ポンプ
２４ 水中軸受部材
３０ 軸受
３２ 軸受ケース
３８ 閉止板
４０ 固定板
４２ オイルシール
５０ ポンプ
５２ 供給配管
５４ 回収配管
６０ 軸受
６２ 軸受ケース
６４ 回転軸
６６ 固定板
１００ 横軸ポンプ
１０１ 吸込管
１０２ 吸込ケーシング
１０３ 吸込口
１０４ 吐出ケーシング
１０５ 吐出口
１０６ 回転軸
１０６ａ スリーブ
１０７ 吐出管
１０７ａ 吐出弁
１０８ 軸封部
１１０ 水中軸受部材
１１２ 軸受
１１２ａ 開口
１１４ 軸受ケース
１１４ａ 開口
１１６ 案内羽根
１１８ 内部ケーシング
１２０ 羽根車
１２２ 水中軸受室
１２４ 軸継手
１２５ ポンプモータ
１２６ 外部軸受
１２８ 真空ポンプ
１３０ 吸気管
１３２ 吸気弁
１３４ 満水検知器
１３６ 真空破壊弁
１３８ 異物除去装置
１４０ 給液管
１４０ａ 上流側配管
１４０ｂ 下流側配管
１４２ 入口端部
１４４ 出口端部
１４６ 給液受け部
１４８ 上壁
１５０ 空気抜弁
１５２ 溢流管
１５４ 開閉弁
１５６ 流量制限部材
１５８ 中間配管
１６０ 拡大部
１６２ 窓部
１６４ 流量調整弁
１６６ 電動弁
１６８ 電動弁
１７０ 逆止弁
１７２ 閉止板
１７４ 開口
１８０ 減圧弁
１０００ 据付床

【図1】

【図1A】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】