特許 7578548 立軸ポンプ

(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】2024-10-28

(45)【発行日】2024-11-06

(54)【発明の名称】立軸ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 13/00 20060101AFI20241029BHJP

   F04D 11/00 20060101ALI20241029BHJP

   F04D 29/60 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

F04D13/00 A

F04D11/00 101

F04D29/60 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021102385

(22)【出願日】2021-06-21

(65)【公開番号】P2023001576

(43)【公開日】2023-01-06

【審査請求日】2023-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000152170

【氏名又は名称】株式会社酉島製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】兼森 祐治

【審査官】森 秀太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０４５２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５０３３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １３／００

Ｆ０４Ｄ １１／００

Ｆ０４Ｄ ２９／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

据付床から垂下された揚水管と、前記揚水管の上端に接続されて前記据付床上に配置された吐出し管とを有し、前記吐出し管のうち前記揚水管の軸線上に位置する部分に開口部が形成されたポンプケーシングと、
前記開口部を塞ぐように前記吐出し管に取り付けられたモータ台と、
前記揚水管内に配置された内側部と、前記モータ台内に配置された外側部とを有する回転軸と、
前記内側部に取り付けられ、前記回転軸の軸方向から見たときの外形が前記開口部の外形よりも小さい羽根車と、
前記モータ台に取り付けられ、前記内側部を取り囲む内筒と、
前記内筒に取り付けられ、前記回転軸を回転可能に支持する複数の水中軸受と、
前記内筒とは別体で、前記モータ台を貫通して前記回転軸に沿って前記ポンプケーシング内に配置されるとともに、前記複数の水中軸受に個別に接続され、前記水中軸受と前記回転軸の間に流体を個別に供給するための複数の内部配管と、
前記複数の内部配管毎に供給する流体の圧力と前記内筒内の圧力の差に基づいて前記複数の水中軸受の摩耗状態を個別に監視する監視装置と
を備え、
前記モータ台の取り外しによって、前記回転軸、前記羽根車、前記内筒、前記複数の水中軸受、及び前記複数の内部配管を、前記開口部を通して前記ポンプケーシングから取外可能である、立軸ポンプ。

【請求項2】

前記内筒又は前記内部配管は、前記吐出し管に配置した支持部材によって支持される被支持部を有する、請求項１に記載の立軸ポンプ。

【請求項3】

前記被支持部は、前記回転軸の軸方向に間隔をあけて複数設けられている、請求項２に記載の立軸ポンプ。

【請求項4】

前記回転軸は、複数の軸部材と、隣り合う前記軸部材を連結する軸継手とを有し、
複数の前記被支持部は、前記モータ台の下側に隣接して設けられた第１被支持部と、前記軸継手の下側に隣接して設けられた第２被支持部とを含む、
請求項３に記載の立軸ポンプ。

【請求項5】

前記複数の水中軸受は、前記回転軸の軸方向に間隔をあけて配置され、
前記複数の内部配管のうち最も短い内部配管以外は複数のパイプからなり、
隣り合う前記パイプの接続部は、前記第２被支持部と同等の高さ位置に配置されている、
請求項４に記載の立軸ポンプ。

【請求項6】

前記内筒は、複数の筒体と、前記水中軸受が配置されるとともに前記内部配管が接続され、隣り合う前記筒体を接続する接続部材とを有し、
前記接続部材が前記軸継手の下側に隣接して配置され、
前記被支持部が前記筒体の上端に設けられている、
請求項４又は５に記載の立軸ポンプ。

【請求項7】

前記内筒の下端に取り付けられ、前記羽根車の上側に配置されたボウルブッシュを備え、
前記揚水管は、前記ボウルブッシュを支持する複数の支持板を有し、
前記ボウルブッシュは、前記支持部材によって支持される被支持部を有する、
請求項２から６のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。

【請求項8】

前記内筒の下端に取り付けられ、前記羽根車の上側に配置されたボウルブッシュを備え、
前記揚水管は、前記ボウルブッシュを支持する複数の支持板を有する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。

【請求項9】

前記内部配管は前記内筒内に配置され、
前記被支持部は前記内筒に設けられている、
請求項２から７のいずれか１項に記載の立軸ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立軸ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示された立軸ポンプは、ポンプケーシング内に回転軸を回転可能に支持する水中軸受と、水中軸受の摩耗状態を監視する監視装置とを備える。監視装置は空気を供給するための配管を備え、この配管がポンプケーシングの外周部に接続されている。ポンプケーシングには、配管の接続部と水中軸受との間に連通路が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４８１９０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の立軸ポンプでは、配管を介して水中軸受と回転軸の間に供給する空気の圧力に基づいて、監視装置が水中軸受の摩耗量を判断（監視）できる。しかし、特許文献１の立軸ポンプでは、水中軸受を交換する際、ポンプケーシング、回転軸、及び水中軸受等を含む全体を分解する必要がある。そのため、特許文献１の立軸ポンプには、部品交換に関する作業性について改良の余地がある。

【0005】

本発明は、水中軸受の監視装置を備える立軸ポンプにおける部品の交換作業性を向上することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、据付床から垂下された揚水管と、前記揚水管の上端に接続されて前記据付床上に配置された吐出し管とを有し、前記吐出し管のうち前記揚水管の軸線上に位置する部分に開口部が形成されたポンプケーシングと、前記開口部を塞ぐように前記吐出し管に取り付けられたモータ台と、前記揚水管内に配置された内側部と、前記モータ台内に配置された外側部とを有する回転軸と、前記内側部に取り付けられ、前記回転軸の軸方向から見たときの外形が前記開口部の外形よりも小さい羽根車と、前記モータ台に取り付けられ、前記内側部を取り囲む内筒と、前記内筒に取り付けられ、前記回転軸を回転可能に支持する複数の水中軸受と、前記内筒とは別体で、前記モータ台を貫通して前記回転軸に沿って前記ポンプケーシング内に配置されるとともに、前記複数の水中軸受に個別に接続され、前記水中軸受と前記回転軸の間に流体を個別に供給するための複数の内部配管と、前記複数の内部配管毎に供給する流体の圧力と前記内筒内の圧力の差に基づいて前記複数の水中軸受の摩耗状態を個別に監視する監視装置とを備え、前記モータ台の取り外しによって、前記回転軸、前記羽根車、前記内筒、前記水中軸受、及び前記内部配管を、前記開口部を通して前記ポンプケーシングから取外可能である、立軸ポンプを提供する。

【0007】

本態様では、水中軸受と回転軸の間に流体を供給するための内部配管が、モータ台を貫通してポンプケーシング内に配置されている。また、羽根車を含む回転軸の軸方向の移動は水中軸受によって規制され、水中軸受の移動は内筒への取り付けによって規制され、内筒の移動はモータ台への取り付けによって規制され、内部配管の移動は水中軸受への接続によって規制されている。そのため、例えば水中軸受が交換時期になった場合、モータ台、回転軸、内筒、及び内部配管のいずれかを吊り上げることで、開口部を通してこれらの部品をポンプケーシングから取り外すことができる。つまり、水中軸受等の部品交換のためにポンプケーシングを分解するという大掛かりな作業は不要であるため、部品の交換作業性を向上できる。

【発明の効果】

【0008】

本発明では、水中軸受の監視装置を備える立軸ポンプにおける部品の交換作業性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る立軸ポンプを示す断面図。

【図2】ポンプケーシングからモータ台を含む排出機構を取り外した状態を示す断面図。

【図3】図１のIII部分の拡大断面図。

【図4】図１のIV部分の拡大断面図。

【図5】図１のＶ部分の拡大断面図。

【図6】図１のVI部分の拡大断面図。

【図7】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第１工程を示す断面図。

【図8】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第２工程を示す断面図。

【図9】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第３工程を示す断面図。

【図10】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第４工程を示す断面図。

【図11】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第５工程を示す断面図。

【図12】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第６工程を示す断面図。

【図13】ポンプケーシング内から部品を取り出す際の第７工程を示す断面図。

【図14】第２実施形態の立軸ポンプを示す断面図。

【図15】第３実施形態の立軸ポンプを示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る立軸ポンプ１０を用いたポンプ設備を示す。立軸ポンプ１０は、排水機場に設けられた建屋の据付床１に取り付けられ、据付床１の下側に位置する吸水槽２内の水（液体）を下流側へ排出する。

【0012】

図１及び図２を参照すると、立軸ポンプ１０は、排水路を構成するポンプケーシング２０と、ポンプケーシング２０内を通して水を排出するための排出機構４０とを備える。排出機構４０は、回転軸４２、羽根車５０、及び水中軸受５６を備える。立軸ポンプ１０は更に、水中軸受５６の摩耗状態を監視する監視装置６０を備える。

【0013】

監視装置６０は、水中軸受５６と回転軸４２の間に圧縮空気（流体）を供給するために、ブロワ６１、外部配管７２、及び内部配管７３を備える。本実施形態の立軸ポンプ１０は、内部配管７３を回転軸４２に沿ってポンプケーシング２０内に配置して排出機構４０と一体化し、これらをポンプケーシング２０から一緒に取外可能なプルアウト型としている。

【0014】

以下、ポンプケーシング２０、排出機構４０、及び監視装置６０について具体的に説明する。

【0015】

（ポンプケーシングの構成）
図１及び図２を参照すると、ポンプケーシング２０は、据付床１の貫通孔１ａに上方から差し込まれ、据付床１に固定されている。ポンプケーシング２０は、全体として筒状であり、吸水槽２内に配置される揚水管２１と、据付床１上に配置される吐出し管２５とを備える。本実施形態のポンプケーシング２０には、吐出し管２５の上側にモータ台３０が取外可能に取り付けられている。

【0016】

揚水管２１は、据付床１から吸水槽２内に鉛直方向へ垂下されている。揚水管２１は、揚水管本体２２、ベーンケース２３、及びベルマウス２４を備え、この順で上側から下側へ接続されている。揚水管本体２２は直管状であり、揚水管本体２２の全長又は数によって、揚水管２１の全長を変更可能である。図２及び図６を参照すると、ベーンケース２３の内部には、後述するボウルブッシュ５５を支持する支持板２３ａが、周方向に間隔をあけて複数設けられている。図１及び図２を参照すると、ベルマウス２４は、上端から下端に向けて次第に拡開した円錐筒状である。ベルマウス２４の下端は、吸水槽２内の水を吸い込む吸込口２４ａであり、吸水槽２の底（図示せず）と間隔をあけて配置されている。

【0017】

引き続いて図１及び図２を参照すると、吐出し管２５は、揚水管２１の上端に接続されたデリベンド２６を備える。デリベンド２６は、揚水管２１の軸線に沿って鉛直方向に延びる第１直管部２７と、水平方向に延びる第２直管部２８とを備える。第１直管部２７の内部と第２直管部２８の内部とは空間的に連通しており、揚水は、第１直管部２７の下端から流入して、第２直管部２８の吐出口２８ａから流出する。

【0018】

第１直管部２７の上端は円形状の開口部２７ａである。開口部２７ａの中心は揚水管２１の軸線上に位置し、開口部２７ａの直径は回転軸４２を軸方向から見たときの羽根車５０の外形よりも大きい。第１直管部２７の下部には、据付床１に固定するためのベースプレート２９が設けられている。但し、ベースプレート２９は、揚水管本体２２の上部に設けられてもよい。

【0019】

図１及び図２を参照すると、モータ台３０は、ボルト止めによって第１直管部２７の上端に取り付けられて、開口部２７ａを塞ぐ閉鎖板３１を備える。また、モータ台３０は、閉鎖板３１を取り囲む筒状の第１枠部３２、第１枠部３２の上端に取り付けられた隔板３３、隔板３３の上側に取り付けられた筒状の第２枠部３４、及び第２枠部３４の上端に取り付けられた端板３５を備える。

【0020】

端板３５上に駆動モータ３９が取り付けられている。駆動モータ３９の出力軸は、その軸線が揚水管２１の軸線と同一直線上に位置するように、端板３５を貫通して端板３５と隔板３３の間に配置されている。

【0021】

図３を参照すると、閉鎖板３１には、駆動モータ３９の出力軸の軸線上に位置するように、回転軸４２を貫通させる貫通孔３１ａが設けられている。貫通孔３１ａは、軸封装置３８によって水密にシールされている。具体的には、貫通孔３１ａが軸封装置３８の台座３８ａによって塞がれ、台座３８ａと回転軸４２の間が軸封装置３８によってシールされている。

【0022】

閉鎖板３１には更に、内部配管７３を貫通させる貫通孔３１ｂが設けられている。貫通孔３１ｂは、貫通した内部配管７３から取外可能な直径の遊嵌孔であり、内部配管７３毎に設けられている。図１を参照すると、本実施形態の立軸ポンプ１０は３本の内部配管７３を備えるため、貫通孔３１ｂも３個設けられている。なお、図１は全ての内部配管７３を現した模式図であり、貫通孔３１ｂ（内部配管７３）は、実際には貫通孔３１ａまわりに等間隔で設けられている。

【0023】

図１及び図２を参照すると、モータ台３０には更に、開口部２７ａを通して第１直管部２７内に配置される筒状の差込部３６が設けられている。差込部３６の下端には、第１直管部２７内に流入した揚水を第２直管部２８へ導くガイド板３７が設けられている。ガイド板３７は、上向きに湾曲した曲面状であり、第１直管部２７のうち第２直管部２８と対向する部分から第２直管部２８の上側頂部に向けて延びている。

【0024】

（排出機構の構成）
引き続いて図１及び図２を参照すると、排出機構４０は、前述のように回転軸４２、羽根車５０、及び水中軸受５６を備える。また、排出機構４０は回転軸４２を取り囲む吊下げ管（内筒）５２を備え、この吊下げ管５２に羽根車５０の振れ回りを防ぐボウルブッシュ５５が取り付けられている。水中軸受５６は、吊下げ管５２とボウルブッシュ５５に取り付けられている。

【0025】

回転軸４２は、モータ台３０を貫通して揚水管２１の軸線に沿って配置されている。回転軸４２は、ポンプケーシング２０内に配置された内側部４２ａと、モータ台３０内に配置された外側部４２ｂとを備える。内側部４２ａの下端は、ボウルブッシュ５５を貫通し、ボウルブッシュ５５と吸込口２４ａとの間に配置されている。外側部４２ｂの上端は、モータ台３０の隔板３３と端板３５の間に配置され、カップリング４６を介して駆動モータ３９の出力軸に機械的に接続されている。外側部４２ｂは、隔板３３上に配置された転がり軸受４７によって支持されている。

【0026】

羽根車５０は、ボウルブッシュ５５の下側に配置され、内側部４２ａの下端に取り付けられている。回転軸４２の軸方向から見たときの羽根車５０の外形は、開口部２７ａの直径（外形）よりも小さい。駆動モータ３９によって回転軸４２が回転されると、羽根車５０は、回転軸４２と一体に回転し、ポンプケーシング２０内を通して吸水槽２内の液体を下流側へ排出する。

【0027】

図２及び図３を参照すると、吊下げ管５２は、モータ台３０から下向きに延び、回転軸４２の内側部４２ａのうちボウルブッシュ５５（羽根車５０）よりも上側を取り囲む。吊下げ管５２は、ボルト止めによってモータ台３０に取り付けられている。より具体的には、吊下げ管５２は、軸封装置３８の台座３８ａにボルト止めされ、台座３８ａが閉鎖板３１にボルト止めされている。

【0028】

本実施形態の吊下げ管５２は、２本（複数）の筒体５３Ａ，５３Ｂと、隣り合う筒体５３Ａ，５３Ｂを接続する筒状の接続部材５４とで構成されている。筒体５３Ａの上端は、前述のようにボルト止めによって台座３８ａ（閉鎖板３１）に取り付けられている。筒体５３Ｂの上端は、接続部材５４を介して筒体５３Ａに接続され、筒体５３Ｂの下端は、接続部材５４を介してボウルブッシュ５５に接続されている。図４及び図５を参照すると、接続部材５４は、水中軸受５６を保持するホルダによって構成されている。接続部材５４には、半径方向に貫通した接続口５４ａが設けられている。

【0029】

図１及び図５を参照すると、ボウルブッシュ５５は、概ね楕円筒形状であり、前述のように接続部材５４を介して筒体５３Ｂ（吊下げ管５２）の下端に取り付けられている。回転軸４２の軸方向から見ると、ボウルブッシュ５５の外形は、羽根車５０の外形よりも小さく、ポンプケーシング２０の開口部２７ａを通して出し入れ可能である。図６を参照すると、ポンプケーシング２０内への取り付けによってボウルブッシュ５５は、支持板２３ａによって支持され、ベーンケース２３内に同軸で配置される。これにより、ボウルブッシュ５５の下側に配置された羽根車５０の振れ回りを抑制できる。ボウルブッシュ５５の下端には筒状の挿通部５５ａが設けられ、この挿通部５５ａに半径方向に貫通した接続口５５ｂが設けられている。

【0030】

水中軸受５６は、吊下げ管５２が備える２つの接続部材５４とボウルブッシュ５５の挿通部５５ａとに取り付けられ、回転軸４２を回転可能に支持する。図４から図６を参照すると、水中軸受５６は、回転軸４２の外周面に摺接する円筒状の摺接部材を備える。摺接部材は非金属製であり、例えばＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ゴムによって形成されている。

【0031】

水中軸受５６には、半径方向に貫通した連通孔５６ａが設けられている。連通孔５６ａは、接続部材５４の接続口５４ａ及びボウルブッシュ５５の接続口５５ｂに対して空間的に連通するように配置される。これにより、接続口５４ａ又は５５ｂと連通孔５６ａとを通して、内部配管７３から供給された圧縮空気を水中軸受（摺接部材）５６と回転軸４２の間に供給できる。

【0032】

通常運転時、吊下げ管５２内には、水中軸受５６の潤滑液として清水（上水）が注水されてもよい。潤滑液が水中軸受５６と回転軸４２との間に供給されることで、これらの焼き付きを防止できるとともに、水中軸受５６の摩耗を抑制できる。このように用いられる吊下げ管５２は、保護管とも呼ばれ、内部の潤滑液と外部の揚水とを仕切る。但し、吊下げ管５２には、潤滑液を注水することなく、揚水を流入可能な多数の通水孔が設けられていてもよい。

【0033】

（監視装置の構成）
監視装置６０は、水中軸受５６の摩耗量の判断と交換時期の判定を行うために設けられている。図１を参照すると、監視装置６０は、ブロワ６１、切換弁６２、定流量弁６３、及び逆止弁６４を備える。監視装置６０は更に、ブロワ６１の給気圧を検出する圧力センサ６５と、ブロワ６１の給気を補うための圧力タンク６６とを備える。監視装置６０は更に、差圧センサ６９と制御部（図示せず）を備える。これらは、いずれも据付床１上に配置されている。

【0034】

また、監視装置６０は、４種の配管７０～７３を備える。接続配管７０はブロワ６１と切換弁６２を接続し、差圧測定配管７１は接続配管７０と吊下げ管５２とを接続する。また、外部配管７２が切換弁６２に接続され、内部配管７３がポンプケーシング２０内に配置され、外部配管７２と内部配管７３がモータ台３０内で接続されている。外部配管７２及び内部配管７３それぞれの数は、水中軸受５６の数と同じである。

【0035】

ブロワ６１は、外部から取り込んだ空気を接続配管７０に吐出する。

【0036】

切換弁６２は四方弁であり、切換弁６２の１つの入口に接続配管７０（ブロワ６１）が接続され、３つの出口に外部配管７２がそれぞれ接続されている。これにより、３個の水中軸受５６のうちのいずれかとブロワ６１とを選択的に接続できる。

【0037】

定流量弁６３は、外部配管７２にそれぞれ介設され、水中軸受５６に供給する圧縮空気の流量を一定に保つ。

【0038】

逆止弁６４は、外部配管７２のうち定流量弁６３の下流側にそれぞれ介設され、定流量弁６３から水中軸受５６に向けた空気の流動を許容し、逆向きの空気の流動を阻止する。

【0039】

圧力タンク６６は、接続配管７０のうち圧力センサ６５と切換弁６２の間に分岐接続されている。圧力タンク６６は、ブロワ６１が吐出した空気を定められた容量で貯留し、ブロワ６１による給気が不足している際に貯留した空気を水中軸受５６に供給する。圧力タンク６６が接続された分岐管には、電磁弁６７と逆止弁６８が並列に接続されている。

【0040】

差圧センサ６９は、差圧測定配管７１に介設され、ブロワ６１から水中軸受５６への給気圧と吊下げ管５２の内圧との差（差圧）を検出し、制御部に出力する。差圧測定配管７１の一端は、接続配管７０のうち圧力タンク６６の分岐接続部と切換弁６２の間に接続され、差圧測定配管７１の他端は、台座３８ａ（閉鎖板３１）を貫通して吊下げ管５２内に配置されている。

【0041】

制御部は、切換弁６２によってブロワ６１と３個の水中軸受５６との接続状態を順番に切り換え、外部配管７２及び内部配管７３を通して供給する空気の圧力に基づいて、個々の水中軸受５６の摩耗状態を監視する。具体的には、水中軸受５６と回転軸４２の間の隙間が小さい時（水中軸受５６の摩耗が少ない時）の差圧センサ６９の検出値は、水中軸受５６と回転軸４２の隙間が大きくなった時の検出値よりも大きい。つまり、差圧センサ６９の検出値は、水中軸受５６の摩耗が進むに従って次第に小さくなる。そのため、予め記憶された判定値と差圧センサ６９の検出値とを比較することで、制御部は水中軸受５６の摩耗状態を個別に判断できる。

【0042】

４種の配管７０～７３のうち、内部配管７３以外は据付床１上に配置され、内部配管７３はポンプケーシング２０内に配置されている。そのうち、外部配管７２の一端は前述のように切換弁６２に接続され、外部配管７２の他端はモータ台３０内に配置されている。内部配管７３の一端（下端）は、接続部材５４の接続口５４ａ及びボウルブッシュ５５の接続口５５ｂのいずれかに接続されている。内部配管７３の他端は、閉鎖板３１を貫通してモータ台３０内に配置され、外部配管７２に分離可能に接続されている。

【0043】

このように構成した立軸ポンプ１０では、内部配管７３が、モータ台３０を貫通し、回転軸４２に沿ってポンプケーシング２０内に配置されている。また、図２に示すように回転軸４２と駆動モータ３９（図１参照）の連結を解除した状態では、羽根車５０を含む回転軸４２の軸方向の移動が水中軸受５６によって規制され、水中軸受５６の移動が接続部材５４（吊下げ管５２）への取り付けによって規制され、吊下げ管５２の移動がモータ台３０への取り付けによって規制され、内部配管７３の移動が接続部材５４（水中軸受５６）への接続によって規制されている。

【0044】

そのため、外部配管７１と内部配管７３の接続を解除し、差圧測定配管７１と吊下げ管５２の接続を解除し、ボルトの取り外しによって吐出し管２５とモータ台３０の連結を解除した状態では、モータ台３０、回転軸４２、吊下げ管５２、及び内部配管７３のいずれかを吊り上げることで、開口部２７ａを通して内部配管７３を一緒に排出機構４０をポンプケーシング２０から取り外すことができる（図２参照）。この際、ポンプケーシング２０は、据付床１に固定されたままであり、分解の必要はない。

【0045】

但し、据付床１を備える建屋の天井（高さ）が排出機構４０の全高よりも低い場合、内部配管７３を含む排出機構４０をポンプケーシング２０から一体に取り外すことはできない。そのため、本実施形態では、内部配管７３を含む排出機構４０を段階的に分解できるようにしている。

【0046】

以下、内部配管７３を含む排出機構４０を分割してポンプケーシング２０から取り出すための構成を説明する。

【0047】

（分割プルアウト構造）
図１及び図２を参照すると、回転軸４２は、水中軸受５６の数以上（複数）の軸部材によって構成されている。個々の内部配管７３は、ポンプケーシング２０内の水中軸受５６の数と位置に応じて１以上のパイプによって構成されている。また、吊下げ管５２には、内部配管７３を含む排出機構４０を段階的に支持するための被支持部７５が複数設けられ、ボウルブッシュ５５にも被支持部７５が設けられている。

【0048】

以下の説明では、図１において、上側に位置する接続部材５４に配置する水中軸受を５６Ａ、下側に位置する接続部材５４に配置する水中軸受を５６Ｂ、ボウルブッシュ５５に配置する水中軸受を５６Ｃと言うことがある。また、水中軸受５６Ａに接続する内部配管を７３Ａ、水中軸受５６Ｂに接続する内部配管を７３Ｂ、水中軸受５６Ｃに接続する内部配管を７３Ｃと言うことがある。

【0049】

図１及び図２を参照すると、回転軸４２は、３本（水中軸受５６と同数）の軸部材４３Ａ～４３Ｃと、隣り合う軸部材４３Ａと４３Ｂ，４３Ｂと４３Ｃをそれぞれ連結する軸継手４４とで構成されている。軸部材４３Ａの上端は、前述のように駆動モータ３９の出力軸に接続されており、軸部材４３Ａの下端側は閉鎖板３１を貫通してデリベンド２６内に配置されている。軸部材４３Ｂの上端は、軸継手４４を介して軸部材４３Ａに連結されており、軸部材４３Ｂの下端側はボウルブッシュ５５の付近まで延びている。軸部材４３Ｃの上端は、軸継手４４を介して軸部材４３Ｂに連結され、軸部材４３Ｃの下端側はボウルブッシュ５５を貫通し、この軸部材４３Ｃの下端に羽根車５０が取り付けられている。

【0050】

図１及び図４を参照すると、軸部材４３Ａ，４３Ｂを連結する軸継手４４は、筒体５３Ａ，５３Ｂを接続する接続部材５４の上側に隣接して配置されている。図１及び図５を参照すると、軸部材４３Ｂ，４３Ｃを連結する軸継手４４は、筒体５３Ｂとボウルブッシュ５５を接続する接続部材５４の上側に隣接して配置されている。

【0051】

図１、図３及び図４を参照すると、内部配管７３Ａは、３個の水中軸受５６のうち最も上側に位置する水中軸受５６Ａに接続されている。内部配管７３Ａは、水中軸受５６Ａを備える接続部材５４に接続された下端と、貫通孔３１ｂを通してモータ台３０内に配置された上端とを備え、３本の内部配管７３のうち最も短い。内部配管７３Ａは、下端側を屈曲させた概ねＬ字形状を呈する１本のパイプ７４Ａのみで構成されている。

【0052】

図１、図４及び図５を参照すると、内部配管７３Ｂは、３個の水中軸受５６のうち中間に位置する水中軸受５６Ｂに接続されている。内部配管７３Ｂは、水中軸受５６Ｂを備える接続部材５４に接続された下端と、貫通孔を通してモータ台３０内に配置された上端とを備え、内部配管７３Ａよりも長い。水中軸受５６Ｂの上側には１個の軸継手４４が存在するため、内部配管７３Ｂは、下端側を屈曲させた概ねＬ字形状を呈する第１パイプ７４Ａと、直管状の第２パイプ７４Ｂとによって構成されている。

【0053】

図１、及び図４から図６を参照すると、内部配管７３Ｃは、３個の水中軸受５６のうち最も下側に位置する水中軸受５６Ｃに接続されている。内部配管７３Ｃは、水中軸受５６Ｃを備えるボウルブッシュ５５を貫通して挿通部５５ａに接続された下端と、貫通孔を通してモータ台３０内に配置された上端とを備え、３本の内部配管７３のうち最も長い。水中軸受５６Ｃの上側には２個の軸継手４４が存在するため、内部配管７３Ｃは、下端側を屈曲させた概ねＬ字形状を呈する第１パイプ７４Ａと、直管状の第２パイプ７４Ｂと、直管状の第３パイプ７４Ｃとによって構成されている。

【0054】

パイプ７４Ａ～７４Ｃはいずれも、両端に接続フランジ７４ａを備える。第１パイプ７４Ａと第２パイプ７４Ｂは、それぞれの接続フランジ７４ａの接続（ボルト止め）によって接続されている。第２パイプ７４Ｂと第３パイプ７４Ｃは、それぞれの接続フランジ７４ａの接続（ボルト止め）によって接続されている。

【0055】

図４を参照すると、内部配管７３Ｂを構成するパイプ７４Ａ，７４Ｂの接続フランジ（接続部）７４ａは、水中軸受５６Ａを備える接続部材５４に対して揚水管２１の径方向外側に配置されている。

【0056】

図５を参照すると、内部配管７３Ｃを構成するパイプ７４Ａ，７４Ｂの接続フランジ（接続部）７４ａは、水中軸受５６Ｂを備える接続部材５４に対して揚水管２１の径方向外側に配置されている。図４を参照すると、内部配管７３Ｃを構成するパイプ７４Ｂ，７４Ｃの接続フランジ７４ａは、水中軸受５６Ａを備える接続部材５４に対して揚水管２１の径方向外側に配置されている。

【0057】

被支持部７５は、吐出し管２５の上端に配置した支持部材８０（図７参照）によって支持され、内部配管７３を含む排出機構４０の脱落を防ぐ。被支持部７５は、回転軸４２の軸方向に間隔をあけて複数設けられている。より具体的には、被支持部７５は、吊下げ管５２の上端に設けられた第１被支持部７５Ａ、吊下げ管５２の中間領域に設けられた第２被支持部７５Ｂ、及び吊下げ管５２の下側のボウルブッシュ５５の上部に設けられた第３被支持部７５Ｃを含む。

【0058】

図３を参照すると、第１被支持部７５Ａは、筒体５３Ａの上端に設けられ、モータ台３０の下側に隣接して位置する。第１被支持部７５Ａは、吊下げ管５２の径方向内側へ窪む環状溝からなる。本実施形態の第１被支持部７５Ａは、一対の環状板と１つの筒部とを備えるボビンのような形状の環状体７６によって構成されている。この環状体７６が、筒体５３Ａの上端に接合され、台座３８ａ（閉鎖板３１）にボルト止められている。

【0059】

図４を参照すると、第２被支持部７５Ｂは、筒体５３Ｂの上端に設けられ、水中軸受５６Ａを備える接続部材５４（軸継手４４）の下側に隣接して位置する。第２被支持部７５Ｂは、第１被支持部７５Ａと同様に、吊下げ管５２の径方向内側へ窪む環状溝からなり、環状体７６によって構成されている。この環状体７６が、筒体５３Ｂの上端に接合され、接続部材５４にボルト止められている。

【0060】

第２被支持部７５Ｂは、内部配管７３Ｂ，７３Ｃそれぞれの接続フランジ（接続部）７４ａと同等の高さ位置に配置されている。ここで、同等の高さ位置とは、接続フランジ７４ａ、接続部材５４、及び軸継手４４の下側、かつ近傍の高さであることを意味する。また、近傍とは、作業者の手が届く範囲を意図しており、例えば１ｍ以内である。

【0061】

図５を参照すると、第３被支持部７５Ｃは、ボウルブッシュ５５の上部に設けられ、水中軸受５６Ｂを備える接続部材５４（軸継手４４）の下側に隣接して位置する。第３被支持部７５Ｃは、ボウルブッシュ５５の外周から径方向外向きに突出する環状突部からなる。本実施形態では、別体の環状板をボウルブッシュ５５の外周に接合することで、第３被支持部７５Ｃが形成されている。

【0062】

図７を参照すると、支持部材８０は、被支持部７５Ａ，７５Ｂを構成する環状溝の溝幅よりも薄い一対の梁によって構成されている。支持部材８０の全長は第１直管部２７の直径よりも長く、開口部２７ａの口縁に架設可能である。一対の支持部材８０は、内部配管７３を避けて被支持部７５の対向位置に並べて配置される。これにより、内部配管７３を含む排出機構４０を脱落させることなく、ポンプケーシング２０に支持できる。

【0063】

次に、内部配管７３を含む排出機構４０を、分解しながらポンプケーシング２０から取り出す作業について説明する。

【0064】

まず、図１に示すカップリング４６の連結を解除し、駆動モータ３９の出力軸と回転軸４２を分離する。また、図１に示す駆動モータ３９、及びモータ台３０の端板３５と第２枠部３４を分解して取り外す。

【0065】

続いて、閉鎖板３１と第１直管部２７の連結（ボルト止め）を解除し、例えばクレーン等によって回転軸４２を吊り上げる。これにより、図７に示すように、モータ台３０の残り、排出機構４０、及び内部配管７３が一体となって吊り上がる。そして、開口部２７ａから露出した第１被支持部７５Ａに一対の支持部材８０を差し込み、回転軸４２の吊り上げを止める。その結果、図７のように、支持部材８０によって第１被支持部７５Ａが支持され、支持部材８０に内部配管７３を含む排出機構４０が吊り下げられた状態になる。

【0066】

次に、図８に示すように、支持部材８０上に位置するカップリング４６、転がり軸受４７、軸封装置３８、及びモータ台３０の残りを分離する。なお、内部配管７３を避けた支持部材８０の配置は概ね定められるため、差込部３６とガイド板３７には、支持部材８０と対応する位置に挿通溝が設けられている。

【0067】

続いて、図９に示すように、クレーン等によって回転軸４２を吊り上げ、排出機構４０と内部配管７３を一体に吊り上げる。そして、開口部２７ａから露出した第２被支持部７５Ｂに一対の支持部材８０を差し込み、回転軸４２の吊り上げを止める。その結果、図９のように、支持部材８０によって第２被支持部７５Ｂが支持され、支持部材８０に内部配管７３を含む排出機構４０が保持された状態になる。

【0068】

次に、図１０に示すように、軸継手４４による軸部材４３Ａと４３Ｂの連結、吊下げ管５２の接続部材５４と筒体５３Ｂ（環状体７６）の連結、内部配管７３Ｂのパイプ７４Ａと７４Ｂの連結、及び内部配管７３Ｃのパイプ７４Ｂと７４Ｃの連結を、それぞれ解除する。これにより、支持部材８０上に位置する排出機構４０と内部配管７３それぞれの上側部分、具体的には、軸継手４４を含む軸部材４３Ａ、水中軸受５６Ａを備える接続部材５４を含む筒体５３Ａ、内部配管７３Ａ、内部配管７３Ｂのパイプ７４Ｂ、及び内部配管７３Ｃのパイプ７４Ｃを分離できる。

【0069】

続いて、図１１に示すように、クレーン等によって回転軸４２を吊り上げ、排出機構４０、及び内部配管７３の残りを一体に吊り上げる。そして、開口部２７ａから露出した第３被支持部７５Ｃに一対の支持部材８０を差し込み、回転軸４２の吊り上げを止める。その結果、図１１に示すように、支持部材８０によって第３被支持部７５Ｃが支持され、支持部材８０に排出機構４０の残りと内部配管７３の残り保持された状態になる。

【0070】

次に、図１２に示すように、軸継手４４による軸部材４３Ｂと４３Ｃの連結、吊下げ管５２の接続部材５４とボウルブッシュ５５の連結、及び内部配管７３Ｃのパイプ７４Ａと７４Ｂの連結を、それぞれ解除する。これにより、支持部材８０上に位置する排出機構４０と内部配管７３それぞれの中間部分、具体的には、軸継手４４を含む軸部材４３Ｂ、水中軸受５６Ｂを備える接続部材５４を含む筒体５３Ｂ、内部配管７３Ｂのパイプ７４Ａ、及び内部配管７３Ｃのパイプ７４Ｂを分離できる。

【0071】

最後に、図１３に示すように、クレーン等によって回転軸４２を吊り上げ、排出機構４０、及び内部配管７３Ｃの残りを一体に吊り上げる。これにより、内部配管７３を含む排出機構４０の全部がポンプケーシング２０内から取り出される。

【0072】

なお、取り出した内部配管７３を含む排出機構４０をポンプケーシング２０内に戻す場合、図７から図１３に示す分解手順とは逆順で作業することにより、図１に示す元の組立状態に戻すことができる。

【0073】

このように構成した立軸ポンプ１０は、以下の特徴を有する。

【0074】

水中軸受５６と回転軸４２の間に空気を供給するための内部配管７３が、モータ台３０を貫通してポンプケーシング２０内に配置されている。また、羽根車５０を含む回転軸４２の軸方向の移動は水中軸受５６によって規制され、水中軸受５６の移動は吊下げ管５２への取り付けによって規制され、吊下げ管５２の移動はモータ台３０への取り付けによって規制され、内部配管７３の移動は水中軸受５６への接続によって規制されている。そのため、例えば水中軸受５６が交換時期になった場合、モータ台３０、回転軸４２、吊下げ管５２、及び内部配管７３のいずれかを吊り上げることで、開口部２７ａを通してこれらの部品をポンプケーシング２０から取り外すことができる。つまり、水中軸受５６等の部品交換のためにポンプケーシング２０を分解するという大掛かりな作業は不要であるため、部品の交換作業性を向上できる。しかも、水中軸受５６だけでなく回転軸４２、羽根車５０、吊下げ管５２、ボウルブッシュ５５、及び内部配管７３の点検と整備もできる。

【0075】

例えば回転軸４２の下端と据付床１の上側の２箇所だけに軸受を設けた場合、立軸ポンプを分解することなく、下端の軸受の交換は吸水槽２内で行い、上側の軸受の交換は据付床１上で行うことができる。しかし、多くの異物が流れ込み、汚泥が付着した吸水槽２内での作業には危険が伴う。しかも、上下２箇所のみで回転軸４２を支持する構成の場合、回転軸４２を過度に長くできないため、立軸ポンプの全長が制限される。

【0076】

これに対して本実施形態では、前述のようにポンプケーシング２０内の排出機構４０を内部配管７３と一緒に取り出すことができるため、吸水槽２内ではなく据付床１上で、水中軸受５６等の部品を交換できる。そのため、作業者の安全性を確保できるうえ、回転軸４２の中間部分を支持する水中軸受５６Ｂを用いることができるため、ポンプケーシング２０の全長が制限されることもない。

【0077】

吊下げ管５２は、吐出し管２５に配置した支持部材８０によって支持される被支持部７５を有する。そのため、支持部材８０による被支持部７５の支持によって、内部配管７３を含む排出機構４０の脱落を防止できる。よって、据付床１上において、被支持部７５よりも上側の部品を分解できる。

【0078】

被支持部７５が回転軸４２の軸方向に間隔をあけて複数設けられている。そのため、支持部材８０によって支持した被支持部７５よりも上側を、順次分解できる。よって、据付床１上の高さ、つまり立軸ポンプ１０を配置した建屋の高さよりも全長が長い立軸ポンプ１０であっても、確実にポンプケーシング２０内の部品を取り出すことができる。

【0079】

回転軸４２は軸継手４４によって複数の軸部材４３が一体化され、被支持部７５は、モータ台３０に隣接して設けられた第１被支持部７５Ａと、軸継手４４に隣接して設けられた第２被支持部７５Ｂとを含む。よって、支持部材８０によって第１被支持部７５Ａを支持した状態でモータ台３０を分解し、支持部材８０によって第２被支持部７５Ｂを支持した状態で軸継手４４よりも上側の部品を確実に分解できる。

【0080】

最も短い内部配管７３Ａ以外は複数のパイプ７４からなり、パイプ７４の接続部７４ａは第２被支持部７５Ｂと同等の高さ位置に配置されている。そのため、支持部材８０によって第２被支持部７５Ｂを支持した状態で、軸継手４４よりも上側部分を確実に分解できる。

【0081】

吊下げ管５２は、接続部材５４によって複数の筒体５３が一体化された構成であり、接続部材５４に水中軸受５６が配置されるとともに内部配管７３が接続され、筒体５３の上端に被支持部７５が設けられている。そのため、支持部材８０による被支持部７５の支持によって、被支持部７５よりも上側の回転軸４２、吊下げ管５２、及び内部配管７３を確実に分解できる。

【0082】

吊下げ管５２の下端にボウルブッシュ５５が取り付けられ、揚水管２１がボウルブッシュ５５を支持する支持板２３ａを備える。よって、通常運転時の羽根車５０の振れ回りを防止でき、排水の安定性を向上できる。また、ボウルブッシュ５５の上側に被支持部７５Ｃが形成されているため、ボウルブッシュ５５から上側の部品を分解した後、ボウルブッシュ５５から下側だけをポンプケーシング２０から一体に取り外すことができる。

【0083】

以下、本発明の他の実施形態並びに種々の変形例を説明するが、これらの説明において、特に言及しない点は第１実施形態と同様である。以下で言及する図面において、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付している。

【0084】

（第２実施形態）
図１４は第２実施形態の立軸ポンプ１０を示す。図１４には図示していないが、第２実施形態の立軸ポンプ１０も、図１に示すブロワ６１、切換弁６２、定流量弁６３、逆止弁６４、圧力センサ６５、圧力タンク６６、差圧センサ６９、接続配管７０、差圧測定配管７１、及び外部配管７２を有する監視装置６０を備える。

【0085】

第２実施形態の据付床１は、ポンプケーシング２０のうち、揚水を吐出する向きである吐出口２８ａの位置とは反対側を支持する支持部１ｂを備える。

【0086】

ポンプケーシング２０は、図２に示すベーンケース２３を備えておらず、揚水管本体２２の下端にベルマウス２４が接続されている。ベルマウス２４の内面側にはリブ２４ｂが設けられ、ボウルブッシュ５５の外側には筒状のガイドベーンケーシング８５が設けられている。組立状態では、ガイドベーンケーシング８５がリブ２４ｂに支持される。

【0087】

モータ台３０は、図２に示す閉鎖板３１を備えておらず、第１枠部３２がデリベンド２６に液密に取り付けられる。そして、隔板３３に軸封装置３８と吊下げ管５２が取り付けられている。また、隔板３３が据付床１の支持部１ｂにボルト止めによって固定される。

【0088】

吊下げ管５２は、３本の筒体５３Ａ～５３Ｃによって構成されている。被支持部７５は、筒体５３Ａ～５３Ｃの上端にそれぞれ設けられ、ボウルブッシュ５５には設けられていない。

【0089】

このように構成された第２実施形態の立軸ポンプ１０は、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

【0090】

（第３実施形態）
図１５は第３実施形態の立軸ポンプ１０を示す。図１５には図示していないが、第３実施形態の立軸ポンプ１０も、図１に示すブロワ６１、切換弁６２、定流量弁６３、逆止弁６４、圧力センサ６５、圧力タンク６６、差圧センサ６９、接続配管７０、差圧測定配管７１、及び外部配管７２を有する監視装置６０を備える。

【0091】

第３実施形態では、吊下げ管５２内に内部配管７３を配置している。内部配管７３Ｂは、２本のパイプ７４Ａ，７４Ｂによって構成され、内部配管７３Ｃは、３本のパイプ７４Ａ～７４Ｃによって構成されており、隣り合うパイプ７４Ａと７４Ｂ，７４Ｂと７４Ｃは、いずれもスリーブ（接続部）９０への差し込みによって接続されている。

【0092】

このように構成された第３実施形態の立軸ポンプ１０は、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。しかも、内部配管７３が吊下げ管５２内に配置されているため、通常運転時、内部配管７３が揚水の流動抵抗になることを防止できる。よって、立軸ポンプ１０のエネルギー損失を低減できる。また、スリーブ９０への差し込みによって隣り合うパイプ７４が接続されるため、組立作業性及び分解作業性を向上できる。

【0093】

なお、本発明は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

【0094】

例えば、被支持部７５は、図４に示す接続部材５４に放射状をなすように複数設けられた補強板５４ｂの孔５４ｃによって構成され、支持部材８０は、板状の梁の代わりに棒状のピンによって構成されてもよい。このように、被支持部７５と支持部材８０の構成は、内部配管７３を含む排出機構４０を吐出し管２５に支持できる構成であれば、必要に応じて変更可能である。

【0095】

被支持部７５は、吊下げ管５２に設けられる構成に限られず、内部配管７３に設けられてもよい。

【0096】

水中軸受５６の数は、３個に限られず、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。また、回転軸４２を構成する軸部材４３の数、吊下げ管５２を構成する筒体５３の数、及び被支持部７５の数も、排出機構４０の全長に応じて変更が可能である。

【0097】

監視装置６０は、空気（気体）の供給によって水中軸受５６の摩耗状態を監視する構成に限られず、水（液体）の供給によって水中軸受５６の摩耗状態を監視してもよい。

【符号の説明】

【0098】

１ 据付床
１ａ 貫通孔
１ｂ 支持部
２ 吸水槽
１０ 立軸ポンプ
２０ ポンプケーシング
２１ 揚水管
２２ 揚水管本体
２３ ベーンケース
２３ａ 支持板
２４ ベルマウス
２４ａ 吸込口
２４ｂ リブ
２５ 吐出し管
２６ デリベンド
２７ 第１直管部
２７ａ 開口部
２８ 第２直管部
２８ａ 吐出口
２９ ベースプレート
３０ モータ台
３１ 閉鎖板
３１ａ 貫通孔
３１ｂ 貫通孔
３２ 第１枠部
３３ 隔板
３４ 第２枠部
３５ 端板
３６ 差込部
３７ ガイド板
３８ 軸封装置
３８ａ 台座
３９ 駆動モータ
４０ 排出機構
４２ 回転軸
４２ａ 内側部
４２ｂ 外側部
４３Ａ～４３Ｃ 軸部材
４４ 軸継手
４６ カップリング
４７ 転がり軸受
５０ 羽根車
５２ 吊下げ管（内筒）
５３Ａ，５３Ｂ 筒体
５４ 接続部材
５４ａ 接続口
５５ ボウルブッシュ
５５ａ 挿通部
５５ｂ 接続口
５６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ 水中軸受
５６ａ 連通孔
６０ 監視装置
６１ ブロワ
６２ 切換弁
６３ 定流量弁
６４ 逆止弁
６５ 圧力センサ
６６ 圧力タンク
６７ 電磁弁
６８ 逆止弁
６９ 差圧センサ
７０ 接続配管
７１ 差圧測定配管
７２ 外部配管
７３，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ 内部配管
７４Ａ～７４Ｃ パイプ
７４ａ 接続フランジ（接続部）
７５，７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ 被支持部
７６ 環状体
８０ 支持部材
８５ ガイドベーンケーシング
９０ スリーブ（接続部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】