JP4927584B2 - ポンプ据付構造及びポンプ据付方法及びポンプ機場 - Google Patents

Description

本発明は既存ベースを用いたポンプ据付構造及びポンプ据付方法及びポンプ機場に関するものである。

昨今、ポンプ機場全体の新設事業が少なくなる一方で、既存の土木建築物はそのままで老朽化したポンプを含む機械設備のみを更新する更新事業が増加傾向にある。

ポンプの更新は、既存ポンプベースを撤去し、ポンプ全体を新設することが通常ではあるが、ポンプ構造や土木建築物からの制限により既存ポンプベースを撤去できずに、そのまま使用してそこに新規ポンプを据え付けなければならない場合も少なくない。

しかしながら既存ポンプベースをそのまま使用した場合、以下のような問題点があった。
（１）新規ポンプを据え付ける際に要求されるベース上面の水平度は、既存ポンプのベースの流用では既に経年的に大きく傾いてしまっている例が多く、そのままの使用は不可である。例えば図１０に示すように、既存ベース５００は水平面Ｓ１から所定角度θ１傾いており、従ってこの既存ベース５００上に直接新規ポンプを設置すると、新規ポンプは垂直方向から角度θ１だけ傾いて取り付いてしまう。

（２）また図１０に点線で示すように、上下２床間にわたる既存ベース５００，５５０の場合は、上下の既存ベース５００，５５０のそれぞれ垂直方向に向かう中心軸（芯）Ｌ１，Ｌ２が経年的にずれてしまっている場合が多く、そのままの使用は不可である。

（３）水中部に設置されているベースなどでは、ポンプの据付面が経年的な腐食を発生しており、その上に新規ポンプを据え付けるための適切な機械加工面を保っていない場合がある。
特開２００４−１０８３１６号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、既存ベースを流用してポンプを更新する場合であっても、容易に新規ポンプの据え付けを行うことができるポンプ据付構造及びポンプ据付方法及びポンプ機場を提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、既存ポンプが設置されていた既存ベース上に新規ポンプを据え付けるポンプ据付構造において、前記既存ベース上に調整ベースを、この調整ベースの上面が所定の傾斜角度となるように設置した上で、既存ベースと調整ベース間に生じる隙間を樹脂材からなる埋込材で埋めると共に、前記調整ベースと既存ベース間を取付ボルトによって固定したことを特徴とするポンプ据付構造にある。

本願請求項２に記載の発明は、前記取付ボルトを固定する既存ベースのボルト取付孔は、既存ベース上に設置されていた既存ポンプ取付用のボルト取付孔であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ据付構造にある。

本願請求項３に記載の発明は、前記樹脂材はエポキシグラウトであることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ据付構造にある。

本願請求項４に記載の発明は、前記取付ボルトと、前記調整ベースに設けた取付ボルト挿入孔との間に、調整ベースの面方向への位置調節用の遊びを持たせたことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のポンプ据付構造にある。

本願請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内の何れかに記載のポンプ据付構造に、新規ポンプを据え付けてなることを特徴とするポンプ機場にある。

本願請求項６に記載の発明は、既存ポンプが設置されていた既存ベース上に新規ポンプを据え付けるポンプ据付方法において、前記既存ベース上に調整ベースをこの調整ベースの上面が所定の傾斜角度となるように設置する工程と、前記調整ベースの設置位置を維持したまま前記調整ベースと既存ベース間をボルトによって固定する工程と、既存ベースと調整ベース間に生じている隙間を樹脂材からなる埋込材で埋める工程と、を具備することを特徴とするポンプ据付方法にある。

本願請求項７に記載の発明は、前記既存ベース上への調整ベースの設置は、調整ベースにジャッキボルトを取り付けて調整ベースの下面から突出させその先端を既存ベース上面に当接し、且つ調整ベースの上面が所定の傾斜角度となるようにジャッキボルトの調整ベース下面からの突出長さを調整することによって行うことを特徴とする請求項６に記載のポンプ据付方法にある。

本願請求項８に記載の発明は、前記調整ベースに設けたジャッキボルト取付孔を、新規ポンプ据付用のボルト取付孔に兼用したことを特徴とする請求項７に記載のポンプ据付方法にある。

本願請求項１に記載の発明によれば、調整ベースの上面を容易に所望の傾斜角度（通常は水平）となるように設置することができる。つまり既存ベースを流用してポンプを更新する場合であっても、容易に新規ポンプの据え付けを行うことができる。また新規ポンプは調整ベース上に取り付けられるので、たとえ既存ベースの表面が腐食していて新規ポンプ据付けのための適正な機械加工面を保っていない場合でも、容易に新規ポンプを据え付けることができる。
また樹脂材からなる埋込材を用いているので、容易に既存ベースと調整ベース間を密閉でき、このポンプ据付構造を水中や水密が必要となる箇所に設置しても、既存ベースと調整ベース間の隙間内において腐食が進行することはない。

本願請求項２に記載の発明によれば、既存ベースに新たにボルト取付孔を加工することなく、従前の既存ベースのボルト取付孔にそのまま取付ボルトを固定することができる。

本願請求項３に記載の発明によれば、鋼材やコンクリートなどに対して優れた接着性を有し、作業性・成形性に優れ、強い強度と耐久性とを有する埋込材を構成できる。

本願請求項４に記載の発明によれば、既存ベースに対して調整ベースの面方向の位置を容易に調整できる。従って設置する新規ポンプの芯の位置を容易に調整できる。特に２床間にわたるベースでは、上下の芯ずれを吸収できる。

本願請求項５に記載の発明によれば、上記効果を有するポンプ据付構造を用いたポンプ機場を構成できる。

本願請求項６に記載の発明によれば、調整ベースの上面を容易に所望の傾斜角度（通常は水平）となるように設置することができる。つまり既存ベースを流用してポンプを更新する場合であっても、容易に新規ポンプの据え付けを行うことができる。

本願請求項７に記載の発明によれば、調整ベースの設置の際の傾斜角度の調整をジャッキボルトによって行うので、その調整作業が容易に行なえる。

本願請求項８に記載の発明によれば、調整ベースにジャッキボルト取付孔の他に、新規ポンプ据付用のボルト取付孔を設ける必要がなく、調整ベースの加工が容易に行える。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図８は本発明にかかるポンプ据付構造を適用するポンプ機場の１例を示す概略構成図である。同図に示すようにこのポンプ機場は、吸込み水路１０１に連通してポンプ吸込水槽１０２を設け、ポンプ吸込水槽１０２に連通する閉断面水路１０３を設置し、さらに閉断面水路１０３に連通してポンプ据付穴１０を設けている。そしてこのポンプ据付穴１０にポンプ（立軸ポンプ）１００が設置され、このポンプ１００が駆動機であるガスタービン１０６により減速機１０７を介して駆動されるようになっている。吸込水路１０１とポンプ吸込水槽１０２の境には、スクリーン１０８が設置されている。上記構成のポンプ機場において、駆動機１０６を起動し、減速機１０７を介してポンプ１００を駆動すると、ポンプ吸込口１００ａから吸い込まれた流体は、吐出弁１１０を通して吐出される。

図１は本発明の一実施形態にかかるポンプ据付構造（但し据え付ける新規ポンプ１００は図示せず）を示す図であり、図１（ａ）は概略側断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中の調整ベース４０を上側から見た平面図である。このポンプ据付構造は、上記図８に示すポンプ機場等において利用される。同図に示すようにこのポンプ据付構造は、ポンプ据付穴１０の周囲上面に設置した既存ベース２０上に、調整ベース４０を、この調整ベース４０の上面が水平となるように設置した上で、既存ベース２０と調整ベース４０間に生じる隙間を樹脂材からなる埋込材６０で埋め、さらに調整ベース４０と既存ベース２０間を取付ボルト８０によって固定して構成されている。以下各構成部品について説明する。

図２は図１（ｂ）のＡ−Ａ線部分での概略拡大断面図である。図１及び図２に示すようにポンプ据付穴１０は、例えばコンクリート製の床１１の所定位置に設けた貫通孔によって形成されている。床１１の上面のポンプ据付穴１０の周囲には、例えばモルタル製でリング状のベース取付部１３が設置され、このベース取付部１３中に、既存ベース２０が埋設するように取り付けられている。既存ベース２０は図示しないポンプ（既存ポンプ）をその上に設置して固定していたものであり、鋼材を略リング状で横断面が略コ字状（Ｊ字状）となるように構成されている。既存ベース２０の上面２０ａはベース取付部１３の上面に露出しており、この上面２０ａには既存ポンプ取付用のボルト取付孔２１が、リング状に略等間隔に設けられている。ボルト取付孔２１はその内周にめねじが切られている。なお図２では、ボルト取付孔２１が既存ベース２０の上面２０ａに対して垂直な方向よりも少し傾斜して記載されているが、これは図示の都合であり、実際は既存ベース２０の上面２０ａに対して垂直な方向に向けて形成されている。

調整ベース４０は鋼材を略リング状の平面状に形成して構成されており、その寸法は前記既存ベース２０の上面２０ａを略ぴったり覆う寸法で形成されている。調整ベース４０にはリング状に略等間隔に上下に貫通する取付ボルト挿入孔４１が設けられている。各取付ボルト挿入孔４１は前記既存ベース２０の各ボルト取付孔２１に対向する位置に設置されており、その上面側には取付ボルト挿入孔４１の内径をその下側部分よりも大きくしたボルト頭部収納部４３が設けられている。取付ボルト挿入孔４１の内径寸法は、下記する取付ボルト８０をこの取付ボルト挿入孔４１に挿入した際に、取付ボルト８０との間に調整ベース４０の面方向（水平方向）への位置調整用の遊びが生じる寸法、つまり取付ボルト８０よりも所定寸法大きい寸法に形成されている。また調整ベース４０の各取付ボルト挿入孔４１の間の位置（この実施形態では中央位置）には、上下に貫通するジャッキボルト取付孔４５が設けられている。ジャッキボルト取付孔４５はその内周にめねじが切られている。

埋込材６０はエポキシグラウト製であり、既存ベース２０と調整ベース４０間に生じる隙間Ｓ１（図３参照）を埋めるものである。エポキシグラウトは、例えば主剤（変性エポキシ樹脂等）と硬化剤（変性脂肪族ポリアミン等）と骨材（フィラー）とを混合して構成されており、流動性に優れて隙間Ｓ１への充填がスムーズに行えてその作業性・成形性に優れ、また強い強度（圧縮・曲げ・引っ張り・接着強度）と耐久性とを有するものである。

取付ボルト８０は、その頭部８１の上面に６角穴を設けた６角穴付ボルトで構成されている。

図３〜図５はこの実施形態にかかるポンプ据付構造の製作方法説明図であり、図２と同一部分を示している。このポンプ据付構造を製作するには、まず図３において、図示しない既存ポンプを既存ベース２０から取り外す。このとき既存ベース２０は、水平の状態から少し傾斜して傾いている（角度θ２）。そしてグラインダー等を用いて前記既存ベース２０の表面の錆や汚れなどを取り除き、金属面を露出させる。

次に図３に示すように、既存ベース２０上に調整ベース４０を載置する。そして調整ベース４０の各ジャッキボルト取付孔４５にジャッキボルト９０をねじ込んで取り付ける（調整ベース４０を既存ベース２０上に載置する前に、予めジャッキボルト９０をねじ込んでおいても良い）。ここでジャッキボルト９０はその下端が略球面状の押圧部９１となっており、またその上端には６角柱形状の頭部９３が設けられている。そして各ジャッキボルト９０をねじ込んでいって、各ジャッキボルト９０の押圧部９１を既存ベース２０の上面に押し付けて調整ベース４０を押し上げ、傾斜している既存ベース２０に対して調整ベース４０の上面が水平となるように既存ベース２０と調整ベース４０間に隙間Ｓ１を設ける。このとき既存ベース２０の各ボルト取付孔２１と調整ベース４０の各取付ボルト挿入孔４１の位置が一致するようにする。

次に図４に示すように、調整ベース４０の各取付ボルト挿入孔４１に取付ボルト８０を挿入して対向する既存ベース２０の各ボルト取付孔２１にねじ込み、ジャッキボルト９０を取り付けた状態のまま既存ベース２０と調整ベース４０間を一体に固定する。このとき取付ボルト８０の外周と各取付ボルト挿入孔４１の内周との間には所定の遊びがあるので、既存ベース２０に対して調整ベース４０をその平面方向（水平方向）にずらして調整した後に固定することができる。またこのとき取付ボルト８０の頭部８１はボルト頭部収納部４３内に収納され、調整ベース４０の上面上には突出しない（従って以下の工程で調整ベース４０上に新規ポンプ１００を設置する際の妨げにならない）。ところで取付ボルト挿入孔４１は調整ベース４０の面に対して垂直に設けられ、またボルト取付孔２１も前述のように図示とは相違して実際は既存ベース２０の面に対して垂直に設けられているので、両者の中心軸は角度θ２で交叉し、一致していない。しかしながら実際の角度θ２は図２に示す角度より小さく、従ってボルト取付孔２１に対して取付ボルト８０が角度θ２だけ斜めに挿入されても、これに容易にねじ込むことができる。

次に図５に示すように、前記隙間Ｓ１内にエポキシグラウトからなる樹脂剤を充填して満たし、硬化させる。

そして各ジャッキボルト９０を取り外せば、図２に示すように、既存ベース２０上への調整ベース４０の設置が完了する。そしてこの水平となっている調整ベース４０上に新規ポンプ（図２に二点鎖線でその一部のみ示す）１００を設置し、前記ジャッキボルト９０を取り外した各ジャッキボルト取付孔４５を用いて新規ポンプ１００を固定する。つまり新規ポンプ１００固定用の図示しない取付ボルトをジャッキボルト取付孔４５にねじ込むことで固定する。即ちジャッキボルト取付孔４５は、新規ポンプ１００据付用のボルト取付孔を兼用する。

図６は本発明の比較例１を示す図であり、図２に相当する部分の概略拡大断面図である。同図において、前記図１〜図５に示す実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付す。そしてこの比較例１において前記本願実施形態と相違する点は、埋込材６０の代りに、略矩形状の平板からなるシム２１０を複数枚ずつ、既存ベース２０と調整ベース４０の間の隙間Ｓ１に設置し、設置する場所の隙間Ｓ１の高さに応じてシム２１０の枚数又は厚みを異ならせることで、調整ベース４０を支えて水平に設置した点である。

しかしながらこのように構成すると、隙間Ｓ１があるので、水と接する場所において隙間Ｓ１に水が浸入してしまう。このため隙間Ｓ１内の各部の腐食が進行してしまう。また水密構造が必要な場合、別途隙間Ｓ１内を水密構造にするための特別の処置を講じなければならない。これに対して上記本願実施形態においては、隙間Ｓ１を埋込材６０で埋めているので、それだけで水密構造とすることができ、隙間Ｓ１内が腐食することもなくなる。特に上記実施形態ではジャッキボルト９０によって容易に調整ベース４０の水平度を調整でき、シム２１０による調整や摺り合わせ等の手間を省くことができる。

図７は本発明の比較例２を示す図であり、図２に相当する部分の概略拡大断面図である。同図において、前記図１〜図５に示す実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付す。そしてこの比較例２において前記本願実施形態と相違する点は、埋込材６０の代りに、略矩形状の平板からなる据付ライナー２３０を複数枚ずつ、既存ベース２０と調整ベース４０の間の隙間に設置し、設置する場所の隙間の高さに応じて据付ライナー２３０の枚数又は厚みを異ならせることで、調整ベース４０を支えて水平に設置し、さらに隙間内にコンクリート２５０を打設した点である。

しかしながらこのように構成すると、コンクリート２５０の他に据付ライナー２３０が必要になってしまい、部品点数が増加する。また据付ライナー２３０を設置するためには既存ベース２０と調整ベース４０の間に所定寸法のライナー代Ｈ１（例えば５０ｍｍ程度）が必要になるが、その分調整ベース４０の高さが高くなり、ポンプ構造への影響が大きくなる。

これに対して上記本願実施形態においては、埋込材６０で隙間Ｓ１を埋めるだけなので、部品点数を少なくできる（なおジャッキボルト９０は取り外して再利用できる）。またライナー代Ｈ１を設ける必要がないので、隙間Ｓ１の厚み寸法を最小に小さく（例えば５ｍｍ程度）することができ、調整ベース４０の高さが高くならず、ポンプ構造への影響を小さくできる。

ところで上記実施形態では本発明を立軸ポンプに適用した例を説明したが、本発明は横軸ポンプにも適用することができる。図９は本発明を適用する横軸ポンプの１例である両吸込渦巻ポンプ３００を示す図であり、図９（ａ）は断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の左側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）の正面図である。同図に示すようにこの両吸込渦巻ポンプ３００は、ポンプケーシング３３０内に回転軸３８０に固定した羽根車３４０を収納して構成されている。ここでポンプケーシング３３０は羽根車３４０を収納するボリュートケーシング３３１と、ボリュートケーシング３３１の外側に一体に設けられる吸込ケーシング３３４とによって構成されている。吸込ケーシング３３４は１つの吸込口３３５から流入した流体が吸込ケーシング３３４の内部でボリュートケーシング３３１によって２つに分離された後に渦巻状に捲かれ、ボリュートケーシング３３１の両側に設けた流入口３３７，３３７からボリュートケーシング３３１内に流入し、吐出口３３９から吐出されるように構成されている。そして本発明にかかるポンプ据付構造は、例えば既存の両吸込渦巻ポンプ３００を取り外した際の吸込口３３５や吐出口３３９に取り付いていた既存ベースに、新規の両吸込渦巻ポンプ３００の吸込口３３５や吐出口３３９を取り付ける部分に適用できる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施形態では埋込材６０の材質としてエポキシグラウトを用いたが、他の各種樹脂材を用いてもよい。また上記実施形態では調整ベース４０の上面が水平となるように調整したが、場合によっては水平以外の所定の傾斜角度となるように設置してもよい。また上記実施形態では取付ボルト８０を既存ベース２０に固定するのに既存ベース２０上に設置されていた既存ポンプ取付用のボルト取付孔２１を用いたが、その代りに別途既存ベース２０に新規のボルト取付孔を加工して設けても良い。

また上記実施形態では調整ベース４０にジャッキボルト９０を取り付けて既存ベース２０上の調整ベース４０の設置位置を調整したが、ジャッキボルト９０以外の各種手段を用いて調整ベース４０の設置位置を調整してもよい。また上記実施形態では調整ベース４０に設けたジャッキボルト取付孔４５を新規ポンプ据付用のボルト取付孔４５に兼用したが、ボルト取付孔はジャッキボルト取付孔４５とは別に新設してもよい。また上記実施形態では取付ボルト挿入孔４１の内径寸法を取付ボルト８０の外径寸法よりも所定寸法大きい寸法に形成することで、取付ボルト８０との間に調整ベース４０の面方向（水平方向）への位置調整用の遊びを設け、これによって既存ベース２０に対して調整ベース４０をその平面方向（水平方向）にずらして調整することができるようにしたが、その代りに（又はそれと共に）、調整ベース４０に設ける各取付ボルト挿入孔４１の位置全体を調整ベース４０に対して所定寸法ずつ同一方向にずらしておくことで、既存ベース２０に対して調整ベース４０をその平面方向（水平方向）にずらして設置することもできる。

ポンプ据付構造を示す図であり、図１（ａ）は概略側断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中の調整ベース４０を上側から見た平面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ線部分の概略拡大断面図である。 ポンプ据付構造の製作方法説明図である。 ポンプ据付構造の製作方法説明図である。 ポンプ据付構造の製作方法説明図である。 比較例１の概略拡大断面図である。 比較例２の概略拡大断面図である。 ポンプ機場の１例を示す概略構成図である。 両吸込渦巻ポンプ３００を示す図であり、図９（ａ）は断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の左側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）の正面図である。 従来のポンプ据付構造の問題点説明図（概略側断面図）である。

符号の説明

１０ ポンプ据付穴
２０ 既存ベース
２１ ボルト取付孔
４０ 調整ベース
４１ 取付ボルト挿入孔
４５ ジャッキボルト取付孔（ボルト取付孔）
６０ 埋込材
８０ 取付ボルト
９０ ジャッキボルト
１００ 新規ポンプ
Ｓ１ 隙間

Claims (8)

1. 既存ポンプが設置されていた既存ベース上に新規ポンプを据え付けるポンプ据付構造において、
   前記既存ベース上に調整ベースを、この調整ベースの上面が所定の傾斜角度となるように設置した上で、既存ベースと調整ベース間に生じる隙間を樹脂材からなる埋込材で埋めると共に、前記調整ベースと既存ベース間を取付ボルトによって固定したことを特徴とするポンプ据付構造。
2. 前記取付ボルトを固定する既存ベースのボルト取付孔は、既存ベース上に設置されていた既存ポンプ取付用のボルト取付孔であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ据付構造。
3. 前記樹脂材はエポキシグラウトであることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ据付構造。
4. 前記取付ボルトと、前記調整ベースに設けた取付ボルト挿入孔との間に、調整ベースの面方向への位置調節用の遊びを持たせたことを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のポンプ据付構造。
5. 請求項１乃至４の内の何れかに記載のポンプ据付構造に、新規ポンプを据え付けてなることを特徴とするポンプ機場。
6. 既存ポンプが設置されていた既存ベース上に新規ポンプを据え付けるポンプ据付方法において、
   前記既存ベース上に調整ベースをこの調整ベースの上面が所定の傾斜角度となるように設置する工程と、
   前記調整ベースの設置位置を維持したまま前記調整ベースと既存ベース間をボルトによって固定する工程と、
   既存ベースと調整ベース間に生じている隙間を樹脂材からなる埋込材で埋める工程と、
   を具備することを特徴とするポンプ据付方法。
7. 前記既存ベース上への調整ベースの設置は、調整ベースにジャッキボルトを取り付けて調整ベースの下面から突出させその先端を既存ベース上面に当接し、且つ調整ベースの上面が所定の傾斜角度となるようにジャッキボルトの調整ベース下面からの突出長さを調整することによって行うことを特徴とする請求項６に記載のポンプ据付方法。
8. 前記調整ベースに設けたジャッキボルト取付孔を、新規ポンプ据付用のボルト取付孔に兼用したことを特徴とする請求項７に記載のポンプ据付方法。

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