特許ウォッチ

公開番号2025044188
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2024161660
出願日2024-09-19
発明の名称耐腐食性スクリューポンプの回転軸
出願人スエヒロシステム株式会社
代理人個人,個人
主分類F04D 29/02 20060101AFI20250325BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】剛性があり、耐腐食性があり安価な耐腐食性スクリューポンプの回転軸を提供する。
【解決手段】本発明の耐腐食性スクリューポンプの回転軸10は、上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受12に支持され、下端が水中の水中軸受14に支持される軸本体20と、
前記軸本体20の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根30を備え、
前記軸本体20は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記羽根30は材質に炭素鋼に比べ耐腐食性の強いステンレス鋼を用い、前記軸本体20を腐食から守るために炭素鋼の全体又は一部にステンレス溶射したことを特徴としている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受に支持され、下端が水中の水中軸受に支持される軸本体と、
前記軸本体の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根を備え、
前記軸本体は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記羽根は材質に炭素鋼に比べ耐腐食性の強いステンレス鋼を用い、前記軸本体を腐食から守るために炭素鋼の全体又は一部にステンレス溶射したことを特徴とする耐腐食性スクリューポンプの回転軸。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受に支持され、下端が水中の水中軸受に支持される軸本体と、
前記軸本体の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根を備え、
前記軸本体及び羽根は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記軸本体及び羽根を腐食から守るために炭素鋼の一部にステンレス溶射したことを特徴とする耐腐食性スクリューポンプの回転軸。
【請求項３】
上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受に支持され、下端が水中の水中軸受に支持される軸本体と、
前記軸本体の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根を備え、
前記軸本体は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記羽根はステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼と、炭素鋼に比べ耐腐食性の強いステンレス鋼を用い、前記軸本体を腐食から守るために炭素鋼の一部にステンレス溶射したことを特徴とする耐腐食性スクリューポンプの回転軸。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、低所から高所へ水を汲み上げるスクリューポンプに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
図５はスクリューポンプの全体構成の概略図である。スクリューポンプ１は、上部軸と羽根（インペラともいう）と水中軸を一体型とした回転軸（ランナーともいう）２と、モルタルケーシング７と、上部軸受４、水中軸受５と駆動手段６より構成されている。スクリューポンプ１は上水路と下水路を繋ぐ傾斜水路に配置されている。このような構成のスクリューポンプ１は駆動手段６により回転軸（ランナー）２のインペラ３を回転させて、下水路の水を汲み上げて上水路へ送水できる（例えば特許文献１に開示有り）。なお、回転軸（ランナー）とは下部軸、軸、上部軸、羽根の一体物のことであり、軸は中空軸のこともある。
【０００３】
このようなスクリューポンプは従来、使用環境によって材質を選択している。
例えば揚水高さを高くする場合、スクリューポンプは３０度～４０度傾けて配置するので、全長を長くしなければならない。スクリューポンプの全長が長くなると、上下端の軸受のみで支持されている胴体（回転軸）の撓みが大きくなる。そのため回転軸の下部軸の鋼材にはヤング係数の大きいＳＳ４００などの炭素鋼が選択され、羽根にはＳＳ４００の鋼材が使用される。全長の短いものは撓み代が小さいので、ステンレス製の製品で多く作られている。
また汚水中に硫化水素（Ｈ
２
Ｓ）等を含む下水処理設備又は産業排水処理設備ではスクリューポンプが腐食するおそれがある。そのため回転軸の羽根、下部軸ともＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼が選択される。あるいは炭素鋼を使用する場合には回転軸表面に塗装あるいはステンレス溶射を施した材料を使用している。
【０００４】
さらに下水処理設備等の水処理設備によっては砂分を含む汚水がある。砂分を含む汚水は回転するスクリューポンプを研磨、摩耗してしまう。このため、炭素鋼が選択されることになるが、腐食性を考慮すると炭素鋼材、ステンレス鋼の材料で肉厚を上げることにより対策することになる。
スクリューポンプ回転軸の材質は、炭素鋼とステンレス鋼および炭素鋼にステンレス溶射した鋼材から選択することになるが、ステンレス鋼は炭素鋼と比べて一般に高額となる。例えば（i）材質に炭素鋼を用いて表面塗装した場合を１とすると、（ii）ステンレス鋼を用いた場合には（i）の２倍の価格になる。また（iii）ＳＳ４００などの炭素鋼にステンレス溶射を施工した場合には（i）の３倍以上の価格になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５８６９１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、剛性があり、耐腐食性を備え、かつ安価な耐腐食性スクリューポンプの回転軸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受に支持され、下端が水中の水中軸受に支持される軸本体と、
前記軸本体の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根を備え、
前記軸本体は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記羽根は材質に炭素鋼に比べ耐腐食性の強いステンレス鋼を用い、前記軸本体の炭素鋼の全体又は一部にステンレス溶射したことを特徴とする耐腐食性スクリューポンプの回転軸を提供することにある。
上記第１の手段によれば、従来の回転軸すべて炭素鋼＋ステンレス溶射を用いた構成よりも安価に製造することができる。また耐腐食性と、撓みに対する剛性を併せ持ち、経年劣化を低減してメンテナンス性を向上させることができる。回転軸に耐腐食性と、撓みに対する剛性を備えることができる。また砂分を含む汚水による研磨、摩耗を抑えることがでる。
尚、ステンレス溶射をしない炭素鋼部分については耐腐食塗装を行う。また、下端部の水中部分の羽根（ステンレス製）は、耐研磨性を向上させるため肉厚材料を使用することもある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、更に安価にするための第２の手段として、上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受に支持され、下端が水中の水中軸受に支持される軸本体と、
前記軸本体の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根を備え、
前記軸本体及び羽根は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記軸本体及び羽根を腐食から守るために炭素鋼の一部にステンレス溶射したことを特徴とする耐腐食性スクリューポンプの回転軸を提供することにある。
上記第２の手段によれば、従来の回転軸すべて炭素鋼＋ステンレス溶射を用いた構成よりも安価に製造することができる。また耐腐食性と、撓みに対する剛性を併せ持ち、経年劣化を低減してメンテナンス性を向上させることができる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、更に安価にするための第３の手段として、上水路と下水路を跨ぐ傾斜水路に配設されて上端が陸上の上部軸受に支持され、下端が水中の水中軸受に支持される軸本体と、
前記軸本体の外周面に連続かつ螺旋状に突出した羽根を備え、
前記軸本体は材質にステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼を用い、前記羽根はステンレス鋼に比べヤング係数の大きい炭素鋼と、炭素鋼に比べ耐腐食性の強いステンレス鋼を用い、前記軸本体を腐食から守るために炭素鋼の一部にステンレス溶射したことを特徴とする耐腐食性スクリューポンプの回転軸を提供することにある。
上記第３の手段によれば、従来の回転軸すべて炭素鋼＋ステンレス溶射を用いた構成よりも安価に製造することができる。また耐腐食性と、撓みに対する剛性を併せ持ち、経年劣化を低減してメンテナンス性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来の回転軸すべてステンレス鋼を用いた構成よりも撓み代を小さく製造することができる。また耐腐食性と、撓みに対する剛性を併せ持ち、条件により製作費を低減、経年劣化を低減してメンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許