立型ポンプ装置
【課題】 ポンプ装置を水槽から引き上げた時の、いわゆるポンプドライ状態のときの質量を大幅に増加させることなくポンプ装置の固有振動数を低くすることで運転中の共振を防止することができる立型ポンプ装置を提供する。
【解決手段】 吸込水槽の上部に設置される立型ポンプ装置において、内部が中空な液室３０を吸込水槽内に垂下する部位に取り付け、液室３０に、吸込水槽内の取扱液の水位に応じて内部に取扱液が出入りするための通孔３１ａ、３１ｂを設けた。
【解決手段】 吸込水槽の上部に設置される立型ポンプ装置において、内部が中空な液室３０を吸込水槽内に垂下する部位に取り付け、液室３０に、吸込水槽内の取扱液の水位に応じて内部に取扱液が出入りするための通孔３１ａ、３１ｂを設けた。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立型ポンプ装置に係り、特に、吸込水槽の上部に設置され、吸込水槽の水面下で開口する吸込口を備えた立型ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、立型ポンプ装置は、吸込水槽上部のポンプ据付床に設置され、ポンプ据付床に形成されたポンプ挿通孔から、吊下管を介してポンプケーシングや吸込口などが吸込水槽内に垂下される。そして、ケーシング内の羽根車を回転駆動することで、水面下で開口する吸込口から取扱液を吸い込み、吊下管を介して吸込水槽外に吐出するように構成される。このように構成されるポンプ装置にあっては、吊下管から先端の吸込口までの部位は、吸込水槽内に単に垂下するのみの、いわゆる片持ち支持された状態にあるため、運転時に振動が生じやすい。
【０００３】運転中に立型ポンプ装置が振動すると、その先端部は種々の条件により決定される固有振動数で振動し、その固有振動数は、ポンプ据付床の弾性、ポンプ据付床から吸込口までの長さ、羽根車が固定される主軸の長手方向の剛性、ポンプ装置全体の質量などより決定される。そして、立型ポンプ装置を運転すると、羽根車の回転速度、羽根車の翼数と回転速度から決定される基本周波数、エンジンで駆動する場合の回転脈動、運転時の吸込水槽内の水流による振動などが、据え付け後のポンプ装置の固有振動数に近い場合は、ポンプ装置の振動と共振して振動が生じてしまう。
【０００４】このため、従来では、次のような対策を単独あるいは組み合わせて行なうことにより、立型ポンプ装置との共振による振動を防止している。
■吸込水槽上部のポンプ据付床に設置されるポンプ脚部から先端の吸込口までの剛性を大きくしてポンプ装置の固有振動数を高くすることによって、ポンプ装置に作用する振動数とポンプ装置の固有振動数とを乖離させて共振を防止する。
■ポンプ装置の固有振動数は、バネ常数をｋ、振動部の質量をＭとすると（ｋ／Ｍ）０．５に比例することが一般に知られている。従って、ポンプ装置の先端部に質量を付加してポンプ装置の固有振動数を低くすることにより、ポンプ装置に作用する振動数とポンプ装置の固有振動数とを乖離させて共振を防止する。
■ポンプ装置の先端を吸込水槽の底床に固定することにより共振を防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、■の方法では、剛性を大きくするためにポンプ装置の脚部や吊下管などの構成部材の剛性を増すことが必要となり、■の方法では、先端部に質量が付加されるため、いずれもポンプ装置全体の質量が増大することになる。このため、■及び■の方法を採用した場合、ポンプ装置の運搬、搬入、据付などの各作業に要する労力が増大するといった問題があった。また、■の方法では、ポンプ装置の先端部を固定するための固定用部材を別に用意する必要があるため、部材点数が増加するとともに、オーバーホールでポンプを引き上げる際固定部材をはずす手間が増えるなどコストアップに繋がるといった問題があった。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ポンプ装置を水槽から引き上げた時の、いわゆるポンプドライ状態のときの質量を大幅に増加させることなくポンプ装置の固有振動数を低くすることで運転中の共振を防止することができる立型ポンプ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明は、吸込水槽の上部に設置される立型ポンプ装置において、内部が中空な液室を前記吸込水槽内に垂下する部位に取り付け、前記液室に、前記吸込水槽内の取扱液の水位に応じて内部に取扱液が出入りするための通孔を設けたことを特徴とする。
【０００８】これにより、液室の内部に取扱液を取り入れることで付加すべき質量が確保されるので、ポンプ装置の固有振動数を低くすることができ、その結果、ポンプ装置に作用する他の固有振動数等との共振を防止することが可能となる。また、本発明によれば、ポンプ装置には中空な液室の軽微な質量のみが付加されるので、ポンプ装置の運搬、搬入、据付などの各作業が容易となり、更に、ポンプ据付床の強度を容易に確保することができる。
【０００９】請求項２に記載の本発明は、前記液室の内部を区画して複数の分割室を形成し、前記複数の分割室のそれぞれに前記通孔を設けたことを特徴とする。請求項３に記載の本発明は、前記通孔を閉塞する閉塞手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】このように液室を分割し、分割室ごとに通孔を閉塞する閉塞手段を設けることで、付加すべき質量に相当する取扱液量を流入させることができ、これにより、共振の防止に必要とされる所望の固有振動数を確保することが可能となる。
【００１１】請求項４に記載の発明は、１又は２以上の前記液室を、取付部材を介して取り付けたことを特徴とする。これにより、容積が大きく、かつ、径の大きい液室が必要な場合でも、ポンプ装置据え付け後に取付部材を介して液室のみを別に取り付けることができる。その結果、ポンプ据付床に形成すべきポンプ挿通口の径を小さくしてポンプ据付床の強度を確保することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である立型ポンプ装置の全体構成を示す図であり、図２は図１に示す立型ポンプ装置の要部断面図である。
【００１３】図１に示すように、本実施形態に係る立型ポンプ装置は、取扱液の吸込口である吸込ベルマウス１と、内部に羽根車１１（図２参照）が収容されるポンプケーシング２と、吸込ベルマウス１やポンプケーシング２などを吸込水槽内に吊下げる吊下管３と、取扱液を吸込水槽外に吐出する吐出曲管４及び吐出管５とを備えている。
【００１４】吸込ベルマウス１は下方を向いて開口し、吸込水槽の底床２１から所定の距離に離間するように配置されている。吸込ベルマウス１の上端はポンプケーシング２の下端に固定され、ポンプケーシング２の上端は、更に吊下管３に接続されている。これらの部材は、ポンプ据付床２２に形成されたポンプ挿通孔２４を挿通し、ポンプ台板２３を介してポンプ据付床２２に固定される。吊下管３の上端には吐出曲管４が接続され、この吐出曲管４の吐出側には、更に吐出管５が接続されている。
【００１５】図２に示すように、ポンプケーシング２の内部には羽根車１１が収容されており、この羽根車１１は主軸６の下端に固定されている。主軸６は水中軸受１２により回転自在に支承されており、羽根車１１と主軸６とは、水中軸受１２に支承されて一体的に回転するようになっている。水中軸受１２を支持する支持体１３は、ポンプケーシング２の内周面に固着された複数のガイドベーン１４によってポンプケーシング２の中心部で支持されている。
【００１６】主軸６は、吊下管３の内部を挿通して、図１R>１に示すように、吐出曲管４の曲管部から突出しており、主軸６の上端は駆動軸１６に連結されている。更に、駆動軸１６は、減速機１７及び減速機入力軸１８を介して図示しない原動機に接続されている。
【００１７】このような立型ポンプ装置によれば、原動機により、減速機入力軸１８、減速機１７、駆動軸１６、主軸６を介して羽根車１１が回転駆動される。そして、回転する羽根車１１により水面２５の下で開口する吸込ベルマウス１から取扱液が吸い込まれ、吸い込まれた取扱液は、ポンプケーシング２、吊下管３、吐出曲管４、吐出管５を通過した後、吐出される。
【００１８】上述のように構成された立型ポンプ装置は、図１に示すように、ポンプ据付床２２より下部にある吊下管３、ポンプケーシング２、吸込ベルマウス１等の各構成部材は、ポンプ据付床２２に固着されて垂下する、いわゆる片持ち支持された構造となっている。本実施形態では、吸込水槽内に垂下するこれらの構成部材が振動するときの振動数を調整するための液室３０を備えている。なお、図１では液室３０の断面を示している。
【００１９】図１に示すように、液室３０はポンプケーシング２の外周面に固着され、液室３０の内部は中空になっている。液室３０には、吸込水槽の水位に応じて取扱液が液室３０の内部に流入又は流出するように、液室３０の上面及び下面に複数の通孔３１ａ，３１ｂが設けられている。なお、この例ではそれぞれの通孔３１ａ，３１ｂの開口方向は、鉛直方向を向くように、即ち、振動方向と直交するように形成されている。この通孔の位置は液室の側面の最上部、最下部であってもよい。
【００２０】液室３０はポンプ装置の製造時にポンプケーシング２に固着され、ポンプ装置を据え付ける際には、ポンプ挿通孔２４からポンプケーシング２と一体的に挿通される。据付作業完了後、吸込水槽内に取扱液が注入されて水位が上昇し、水面が液室３０の下面に達すると、取扱液が下側の通孔３１ｂから流入し始め、同時に液室３０の内部の空気は上側の通孔３１ａから排出される。水位の上昇に従って取扱液は下側の通孔３１ｂから更に流入し、やがて、液室３０の内部は取扱液で満たされることになる。
【００２１】このように、液室３０の内部に取扱液が満たされた状態でポンプ装置の運転を開始し、ポンプ据付床２２から垂下する部位が振動すると、この振動に合わせて液室３０の内部の取扱液も一緒に動くことになる。つまり、液室３０に設けられた通孔３１ａ，３１ｂの流路面積は小さく、取扱液の流入・流出抵抗が大きいので、開口する通孔３１ａ，３１ｂからの取扱液の流出入はほとんどなく、液室３０の内部に気泡の発生等がない限り、ポンプ装置に液室３０内部の取扱液の質量が付加されたことになる。
【００２２】ここで、運転時に振動する部材の固有振動数は、上述したように、振動する部材の質量をＭとし、バネ常数をｋとすると（ｋ／Ｍ）0.5に比例する。即ち、本実施形態では、吸込水槽内に取扱液が注入されて液室３０が水中にある場合には、振動する部材の質量が大きくなるので固有振動数が低くなる。従って、この固有振動数を、ポンプ装置に作用する他の固有振動数等から乖離させることによりポンプ装置の共振を回避することが可能となる。
【００２３】また、実際には、液室の内部に保有される取扱液の質量はポンプ装置に付加されず、中空な液室の軽微な質量のみが付加されるに過ぎないので、ポンプ装置の据付作業を容易に行なうことができ、また、ポンプ据付床の強度も容易に確保することができる。
【００２４】次に本発明の第２の実施の形態について図３R>３を参照して説明する。図３は本実施形態に係る立型ポンプ装置の全体構成を示す図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。図３に示すように、本実施形態では、液室３０は、例えばボルトで構成された吊下部材３２によって吸込ベルマウス１の下方に吊下げ支持されている。液室３０は中空の円錐状に形成されており、その底面の径は吸込ベルマウス１の径とほぼ同一である。液室３０の頂部及び底面には通孔３１ａ，３１ｂが形成され、それぞれの通孔３１ａ，３１ｂの開口方向は、第１の実施形態と同様に、鉛直方向を向くように、即ち、振動方向と直交するように形成されている。
【００２５】本実施形態では、液室３０は、吸込ベルマウス１の更に先端に配置されるので、容積の小さな液室３０を使用しても効果的に固有振動数を低下させることができる。また、液室３０の底面の径は吸込ベルマウス１の径とほぼ同一であるので、ポンプ装置を据え付けるため確保すべきポンプ挿通孔２４の径を大きくする必要がなく、ポンプ据付床２２の強度を弱めずに設置できる。
【００２６】次に本発明の第３の実施の形態について図４R>４を参照して説明する。図４（ａ）は本実施形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。
【００２７】図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、液室３０の内部には、４枚の垂直仕切板３３がポンプケーシング２の周りにほぼ９０度の間隔で配置され、これらの垂直仕切板３３によって液室３０の内部には４つの分割室３４が区画形成されている。また、各分割室３４の上面及び下面には、それぞれ通孔３１ａ，３１ｂが形成されている。さらに、各通孔３１ａ，３１ｂを閉塞する閉塞手段として、各通孔３１ａ，３１ｂに嵌合するプラグ３７を備え、このプラグ３７を各通孔３１ａ，３１ｂに嵌入することによって液室３０の内部に流入する取扱液の量を調整することが可能となっている。
【００２８】このような分割室３４が形成された液室３０によれば、任意の分割室３４をプラグ３７で密閉し、残りの分割室３４を開放することで、液室３０に取り込む取扱液の質量を４段階に調節することが可能となる。即ち、不要な分割室３４の通孔３１ａ，３１ｂをプラグ３７により閉塞し、共振を防止するために付加すべき質量に相当する分割室３４にのみ取扱液を流入させれば、共振の防止に必要な所望の固有振動数を確保することができる。
【００２９】次に本発明の第４の実施の形態について図５R>５を参照して説明する。図５は本実施形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。
【００３０】本実施形態の基本的概念は上述した第３の実施形態と同様であるが、本実施形態では液室３０を水平に分割した点で第３の実施形態と異なっている。即ち、図５に示すように、本実施形態では、液室３０の内部には２枚の水平仕切板３５が上下に離間して並設され、この２枚の水平仕切板３５により、液室３０の内部には３つの分割室３４が区画形成されている。また、各分割室３４の側面の上部及び下部には通孔３１ａ，３１ｂが形成され、プラグ３７を嵌入することによって各通孔３１ａ，３１ｂを閉塞可能となっている。
【００３１】このように構成された液室３０によれば、上述した第３の実施形態と同様に、付加質量を３段階に調節することができるので、所望の固有振動数を確保して共振を防止することが可能となる。なお、本実施形態においては、各分割室３４に形成された通孔３１ａ，３１ｂの開口方向が振動方向と一致することがあるが、通孔３１ａ，３１ｂの流路面積は小さく、取扱液の流入・流出抵抗が大きいので、液室３０の内部にある取扱液の全質量を付加質量とみることができる。
【００３２】また、本実施形態のように、液室３０を水平方向に区画して分割室３４を形成した場合には、液室３０の径を小さくできるのでポンプ据付床２２に形成するポンプ挿通孔２４（図１参照）の径を小さくすることができる。ただし、所望の付加質量を確保するためには、液室３０の鉛直方向の長さがある程度必要となるので、本実施形態は吸込水槽の水深が深い場合に適している。
【００３３】次に本発明の第５の実施の形態について図６R>６を参照して説明する。図６（ａ）は本実施形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。
【００３４】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ポンプケーシング２の外周面には２つの液室３０が取付部材３６を介して取り付けられている。それぞれの液室３０の上面及び下面には通孔３１ａ，３１ｂが形成されており、これらの通孔３１ａ，３１ｂはプラグ３７を嵌入することによって閉塞可能となっている。これらの液室３０は、ポンプ装置の製造時にはポンプケーシング２には組み付けられず、ポンプ装置をポンプ据付床２２に据え付けた後に、取付部材３６を介してボルト締め又は溶接などの固着手段によりポンプケーシング２に取り付けられる。
【００３５】例えば、大きい付加質量が必要で、かつ、吸込水槽の水深が浅い場合には液室３０の径を大きくする必要があり、これに伴って、ポンプ据付床２２に形成すべきポンプ挿通孔２４（図１参照）の径も大きくする必要がある。しかしながら、ポンプ据付床２２の強度を確保するためにポンプ挿通孔２４の径を大きくできない場合があり、このような場合に本実施形態を採用するのが好適である。
【００３６】なお、上述した第３及び第４の実施の形態において、通孔を閉塞する閉塞手段として、プラグに代えて、例えば絞り弁などを各通孔に設けてもよく、また、第１、第２及び第５の実施の形態においても、各通孔を閉塞するためにプラグや絞り弁などの閉塞手段を設けてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、液室の内部に取扱液を取り入れることで付加すべき質量が確保されるので、ポンプ装置の固有振動数を低くすることができる。その結果、ポンプ装置に作用する他の固有振動数等と乖離させて共振を防止することが可能となる。また、本発明によれば、ポンプ装置には、中空な液室の軽微な質量のみが付加されるので、ポンプ装置の運搬、搬入、据付などの各作業が容易となる。更に、ポンプ据付床にかかる荷重には液室内の取扱液の質量が含まれないので、ポンプ据付床の強度を容易に確保することができる。
【００３８】また、通孔の閉塞手段を設けることで、付加すべき質量に相当する取扱液量を流入させるようにすることができ、これにより共振の防止に必要とされる所望の固有振動数を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る立型ポンプ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す立型ポンプ装置の要部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る立型ポンプ装置の全体構成を示す図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 吸込ベルマウス
２ ポンプケーシング
３ 吊下管
４ 吐出曲管
５ 吐出管
６ 主軸
１１ 羽根車
１２ 水中軸受
１３ 支持体
１４ ガイドベーン
１６ 駆動軸
１７ 減速機
１８ 減速機入力軸
２１ 底床
２２ ポンプ据付床
２３ ポンプ台板
２４ ポンプ挿通孔
２５ 水面
３０ 液室
３１ 通孔
３２ 吊下部材
３３ 垂直仕切板
３４ 分割室
３５ 水平仕切板
３６ 取付部材
３７ プラグ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立型ポンプ装置に係り、特に、吸込水槽の上部に設置され、吸込水槽の水面下で開口する吸込口を備えた立型ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、立型ポンプ装置は、吸込水槽上部のポンプ据付床に設置され、ポンプ据付床に形成されたポンプ挿通孔から、吊下管を介してポンプケーシングや吸込口などが吸込水槽内に垂下される。そして、ケーシング内の羽根車を回転駆動することで、水面下で開口する吸込口から取扱液を吸い込み、吊下管を介して吸込水槽外に吐出するように構成される。このように構成されるポンプ装置にあっては、吊下管から先端の吸込口までの部位は、吸込水槽内に単に垂下するのみの、いわゆる片持ち支持された状態にあるため、運転時に振動が生じやすい。
【０００３】運転中に立型ポンプ装置が振動すると、その先端部は種々の条件により決定される固有振動数で振動し、その固有振動数は、ポンプ据付床の弾性、ポンプ据付床から吸込口までの長さ、羽根車が固定される主軸の長手方向の剛性、ポンプ装置全体の質量などより決定される。そして、立型ポンプ装置を運転すると、羽根車の回転速度、羽根車の翼数と回転速度から決定される基本周波数、エンジンで駆動する場合の回転脈動、運転時の吸込水槽内の水流による振動などが、据え付け後のポンプ装置の固有振動数に近い場合は、ポンプ装置の振動と共振して振動が生じてしまう。
【０００４】このため、従来では、次のような対策を単独あるいは組み合わせて行なうことにより、立型ポンプ装置との共振による振動を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ポンプ装置を水槽から引き上げた時の、いわゆるポンプドライ状態のときの質量を大幅に増加させることなくポンプ装置の固有振動数を低くすることで運転中の共振を防止することができる立型ポンプ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明は、吸込水槽の上部に設置される立型ポンプ装置において、内部が中空な液室を前記吸込水槽内に垂下する部位に取り付け、前記液室に、前記吸込水槽内の取扱液の水位に応じて内部に取扱液が出入りするための通孔を設けたことを特徴とする。
【０００８】これにより、液室の内部に取扱液を取り入れることで付加すべき質量が確保されるので、ポンプ装置の固有振動数を低くすることができ、その結果、ポンプ装置に作用する他の固有振動数等との共振を防止することが可能となる。また、本発明によれば、ポンプ装置には中空な液室の軽微な質量のみが付加されるので、ポンプ装置の運搬、搬入、据付などの各作業が容易となり、更に、ポンプ据付床の強度を容易に確保することができる。
【０００９】請求項２に記載の本発明は、前記液室の内部を区画して複数の分割室を形成し、前記複数の分割室のそれぞれに前記通孔を設けたことを特徴とする。請求項３に記載の本発明は、前記通孔を閉塞する閉塞手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】このように液室を分割し、分割室ごとに通孔を閉塞する閉塞手段を設けることで、付加すべき質量に相当する取扱液量を流入させることができ、これにより、共振の防止に必要とされる所望の固有振動数を確保することが可能となる。
【００１１】請求項４に記載の発明は、１又は２以上の前記液室を、取付部材を介して取り付けたことを特徴とする。これにより、容積が大きく、かつ、径の大きい液室が必要な場合でも、ポンプ装置据え付け後に取付部材を介して液室のみを別に取り付けることができる。その結果、ポンプ据付床に形成すべきポンプ挿通口の径を小さくしてポンプ据付床の強度を確保することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である立型ポンプ装置の全体構成を示す図であり、図２は図１に示す立型ポンプ装置の要部断面図である。
【００１３】図１に示すように、本実施形態に係る立型ポンプ装置は、取扱液の吸込口である吸込ベルマウス１と、内部に羽根車１１（図２参照）が収容されるポンプケーシング２と、吸込ベルマウス１やポンプケーシング２などを吸込水槽内に吊下げる吊下管３と、取扱液を吸込水槽外に吐出する吐出曲管４及び吐出管５とを備えている。
【００１４】吸込ベルマウス１は下方を向いて開口し、吸込水槽の底床２１から所定の距離に離間するように配置されている。吸込ベルマウス１の上端はポンプケーシング２の下端に固定され、ポンプケーシング２の上端は、更に吊下管３に接続されている。これらの部材は、ポンプ据付床２２に形成されたポンプ挿通孔２４を挿通し、ポンプ台板２３を介してポンプ据付床２２に固定される。吊下管３の上端には吐出曲管４が接続され、この吐出曲管４の吐出側には、更に吐出管５が接続されている。
【００１５】図２に示すように、ポンプケーシング２の内部には羽根車１１が収容されており、この羽根車１１は主軸６の下端に固定されている。主軸６は水中軸受１２により回転自在に支承されており、羽根車１１と主軸６とは、水中軸受１２に支承されて一体的に回転するようになっている。水中軸受１２を支持する支持体１３は、ポンプケーシング２の内周面に固着された複数のガイドベーン１４によってポンプケーシング２の中心部で支持されている。
【００１６】主軸６は、吊下管３の内部を挿通して、図１R>１に示すように、吐出曲管４の曲管部から突出しており、主軸６の上端は駆動軸１６に連結されている。更に、駆動軸１６は、減速機１７及び減速機入力軸１８を介して図示しない原動機に接続されている。
【００１７】このような立型ポンプ装置によれば、原動機により、減速機入力軸１８、減速機１７、駆動軸１６、主軸６を介して羽根車１１が回転駆動される。そして、回転する羽根車１１により水面２５の下で開口する吸込ベルマウス１から取扱液が吸い込まれ、吸い込まれた取扱液は、ポンプケーシング２、吊下管３、吐出曲管４、吐出管５を通過した後、吐出される。
【００１８】上述のように構成された立型ポンプ装置は、図１に示すように、ポンプ据付床２２より下部にある吊下管３、ポンプケーシング２、吸込ベルマウス１等の各構成部材は、ポンプ据付床２２に固着されて垂下する、いわゆる片持ち支持された構造となっている。本実施形態では、吸込水槽内に垂下するこれらの構成部材が振動するときの振動数を調整するための液室３０を備えている。なお、図１では液室３０の断面を示している。
【００１９】図１に示すように、液室３０はポンプケーシング２の外周面に固着され、液室３０の内部は中空になっている。液室３０には、吸込水槽の水位に応じて取扱液が液室３０の内部に流入又は流出するように、液室３０の上面及び下面に複数の通孔３１ａ，３１ｂが設けられている。なお、この例ではそれぞれの通孔３１ａ，３１ｂの開口方向は、鉛直方向を向くように、即ち、振動方向と直交するように形成されている。この通孔の位置は液室の側面の最上部、最下部であってもよい。
【００２０】液室３０はポンプ装置の製造時にポンプケーシング２に固着され、ポンプ装置を据え付ける際には、ポンプ挿通孔２４からポンプケーシング２と一体的に挿通される。据付作業完了後、吸込水槽内に取扱液が注入されて水位が上昇し、水面が液室３０の下面に達すると、取扱液が下側の通孔３１ｂから流入し始め、同時に液室３０の内部の空気は上側の通孔３１ａから排出される。水位の上昇に従って取扱液は下側の通孔３１ｂから更に流入し、やがて、液室３０の内部は取扱液で満たされることになる。
【００２１】このように、液室３０の内部に取扱液が満たされた状態でポンプ装置の運転を開始し、ポンプ据付床２２から垂下する部位が振動すると、この振動に合わせて液室３０の内部の取扱液も一緒に動くことになる。つまり、液室３０に設けられた通孔３１ａ，３１ｂの流路面積は小さく、取扱液の流入・流出抵抗が大きいので、開口する通孔３１ａ，３１ｂからの取扱液の流出入はほとんどなく、液室３０の内部に気泡の発生等がない限り、ポンプ装置に液室３０内部の取扱液の質量が付加されたことになる。
【００２２】ここで、運転時に振動する部材の固有振動数は、上述したように、振動する部材の質量をＭとし、バネ常数をｋとすると（ｋ／Ｍ）0.5に比例する。即ち、本実施形態では、吸込水槽内に取扱液が注入されて液室３０が水中にある場合には、振動する部材の質量が大きくなるので固有振動数が低くなる。従って、この固有振動数を、ポンプ装置に作用する他の固有振動数等から乖離させることによりポンプ装置の共振を回避することが可能となる。
【００２３】また、実際には、液室の内部に保有される取扱液の質量はポンプ装置に付加されず、中空な液室の軽微な質量のみが付加されるに過ぎないので、ポンプ装置の据付作業を容易に行なうことができ、また、ポンプ据付床の強度も容易に確保することができる。
【００２４】次に本発明の第２の実施の形態について図３R>３を参照して説明する。図３は本実施形態に係る立型ポンプ装置の全体構成を示す図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。図３に示すように、本実施形態では、液室３０は、例えばボルトで構成された吊下部材３２によって吸込ベルマウス１の下方に吊下げ支持されている。液室３０は中空の円錐状に形成されており、その底面の径は吸込ベルマウス１の径とほぼ同一である。液室３０の頂部及び底面には通孔３１ａ，３１ｂが形成され、それぞれの通孔３１ａ，３１ｂの開口方向は、第１の実施形態と同様に、鉛直方向を向くように、即ち、振動方向と直交するように形成されている。
【００２５】本実施形態では、液室３０は、吸込ベルマウス１の更に先端に配置されるので、容積の小さな液室３０を使用しても効果的に固有振動数を低下させることができる。また、液室３０の底面の径は吸込ベルマウス１の径とほぼ同一であるので、ポンプ装置を据え付けるため確保すべきポンプ挿通孔２４の径を大きくする必要がなく、ポンプ据付床２２の強度を弱めずに設置できる。
【００２６】次に本発明の第３の実施の形態について図４R>４を参照して説明する。図４（ａ）は本実施形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。
【００２７】図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、液室３０の内部には、４枚の垂直仕切板３３がポンプケーシング２の周りにほぼ９０度の間隔で配置され、これらの垂直仕切板３３によって液室３０の内部には４つの分割室３４が区画形成されている。また、各分割室３４の上面及び下面には、それぞれ通孔３１ａ，３１ｂが形成されている。さらに、各通孔３１ａ，３１ｂを閉塞する閉塞手段として、各通孔３１ａ，３１ｂに嵌合するプラグ３７を備え、このプラグ３７を各通孔３１ａ，３１ｂに嵌入することによって液室３０の内部に流入する取扱液の量を調整することが可能となっている。
【００２８】このような分割室３４が形成された液室３０によれば、任意の分割室３４をプラグ３７で密閉し、残りの分割室３４を開放することで、液室３０に取り込む取扱液の質量を４段階に調節することが可能となる。即ち、不要な分割室３４の通孔３１ａ，３１ｂをプラグ３７により閉塞し、共振を防止するために付加すべき質量に相当する分割室３４にのみ取扱液を流入させれば、共振の防止に必要な所望の固有振動数を確保することができる。
【００２９】次に本発明の第４の実施の形態について図５R>５を参照して説明する。図５は本実施形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。
【００３０】本実施形態の基本的概念は上述した第３の実施形態と同様であるが、本実施形態では液室３０を水平に分割した点で第３の実施形態と異なっている。即ち、図５に示すように、本実施形態では、液室３０の内部には２枚の水平仕切板３５が上下に離間して並設され、この２枚の水平仕切板３５により、液室３０の内部には３つの分割室３４が区画形成されている。また、各分割室３４の側面の上部及び下部には通孔３１ａ，３１ｂが形成され、プラグ３７を嵌入することによって各通孔３１ａ，３１ｂを閉塞可能となっている。
【００３１】このように構成された液室３０によれば、上述した第３の実施形態と同様に、付加質量を３段階に調節することができるので、所望の固有振動数を確保して共振を防止することが可能となる。なお、本実施形態においては、各分割室３４に形成された通孔３１ａ，３１ｂの開口方向が振動方向と一致することがあるが、通孔３１ａ，３１ｂの流路面積は小さく、取扱液の流入・流出抵抗が大きいので、液室３０の内部にある取扱液の全質量を付加質量とみることができる。
【００３２】また、本実施形態のように、液室３０を水平方向に区画して分割室３４を形成した場合には、液室３０の径を小さくできるのでポンプ据付床２２に形成するポンプ挿通孔２４（図１参照）の径を小さくすることができる。ただし、所望の付加質量を確保するためには、液室３０の鉛直方向の長さがある程度必要となるので、本実施形態は吸込水槽の水深が深い場合に適している。
【００３３】次に本発明の第５の実施の形態について図６R>６を参照して説明する。図６（ａ）は本実施形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、特に説明しない構成及び作用については上述した第１の実施の形態と同様である。
【００３４】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ポンプケーシング２の外周面には２つの液室３０が取付部材３６を介して取り付けられている。それぞれの液室３０の上面及び下面には通孔３１ａ，３１ｂが形成されており、これらの通孔３１ａ，３１ｂはプラグ３７を嵌入することによって閉塞可能となっている。これらの液室３０は、ポンプ装置の製造時にはポンプケーシング２には組み付けられず、ポンプ装置をポンプ据付床２２に据え付けた後に、取付部材３６を介してボルト締め又は溶接などの固着手段によりポンプケーシング２に取り付けられる。
【００３５】例えば、大きい付加質量が必要で、かつ、吸込水槽の水深が浅い場合には液室３０の径を大きくする必要があり、これに伴って、ポンプ据付床２２に形成すべきポンプ挿通孔２４（図１参照）の径も大きくする必要がある。しかしながら、ポンプ据付床２２の強度を確保するためにポンプ挿通孔２４の径を大きくできない場合があり、このような場合に本実施形態を採用するのが好適である。
【００３６】なお、上述した第３及び第４の実施の形態において、通孔を閉塞する閉塞手段として、プラグに代えて、例えば絞り弁などを各通孔に設けてもよく、また、第１、第２及び第５の実施の形態においても、各通孔を閉塞するためにプラグや絞り弁などの閉塞手段を設けてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、液室の内部に取扱液を取り入れることで付加すべき質量が確保されるので、ポンプ装置の固有振動数を低くすることができる。その結果、ポンプ装置に作用する他の固有振動数等と乖離させて共振を防止することが可能となる。また、本発明によれば、ポンプ装置には、中空な液室の軽微な質量のみが付加されるので、ポンプ装置の運搬、搬入、据付などの各作業が容易となる。更に、ポンプ据付床にかかる荷重には液室内の取扱液の質量が含まれないので、ポンプ据付床の強度を容易に確保することができる。
【００３８】また、通孔の閉塞手段を設けることで、付加すべき質量に相当する取扱液量を流入させるようにすることができ、これにより共振の防止に必要とされる所望の固有振動数を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る立型ポンプ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す立型ポンプ装置の要部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る立型ポンプ装置の全体構成を示す図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る立型ポンプ装置が備える液室付近を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 吸込ベルマウス
２ ポンプケーシング
３ 吊下管
４ 吐出曲管
５ 吐出管
６ 主軸
１１ 羽根車
１２ 水中軸受
１３ 支持体
１４ ガイドベーン
１６ 駆動軸
１７ 減速機
１８ 減速機入力軸
２１ 底床
２２ ポンプ据付床
２３ ポンプ台板
２４ ポンプ挿通孔
２５ 水面
３０ 液室
３１ 通孔
３２ 吊下部材
３３ 垂直仕切板
３４ 分割室
３５ 水平仕切板
３６ 取付部材
３７ プラグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 吸込水槽の上部に設置される立型ポンプ装置において、内部が中空な液室を前記吸込水槽内に垂下する部位に取り付け、前記液室に、前記吸込水槽内の取扱液の水位に応じて内部に取扱液が出入りするための通孔を設けたことを特徴とする立型ポンプ装置。
【請求項２】 前記液室の内部を区画して複数の分割室を形成し、前記複数の分割室のそれぞれに前記通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の立型ポンプ装置。
【請求項３】 前記通孔を閉塞する閉塞手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の立型ポンプ装置。
【請求項４】 １又は２以上の前記液室を、取付部材を介して取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の立型ポンプ装置。
【請求項１】 吸込水槽の上部に設置される立型ポンプ装置において、内部が中空な液室を前記吸込水槽内に垂下する部位に取り付け、前記液室に、前記吸込水槽内の取扱液の水位に応じて内部に取扱液が出入りするための通孔を設けたことを特徴とする立型ポンプ装置。
【請求項２】 前記液室の内部を区画して複数の分割室を形成し、前記複数の分割室のそれぞれに前記通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の立型ポンプ装置。
【請求項３】 前記通孔を閉塞する閉塞手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の立型ポンプ装置。
【請求項４】 １又は２以上の前記液室を、取付部材を介して取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の立型ポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００３−２５４２８２（Ｐ２００３−２５４２８２Ａ）
【公開日】平成１５年９月１０日（２００３．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−５３７１５（Ｐ２００２−５３７１５）
【出願日】平成１４年２月２８日（２００２．２．２８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【公開日】平成１５年９月１０日（２００３．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年２月２８日（２００２．２．２８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
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