特許 6504247 横軸水中ポンプ、及び、横軸水中ポンプに用いられる吸込カバー

(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】6504247

(24)【登録日】2019年4月5日

(45)【発行日】2019年4月24日

(54)【発明の名称】横軸水中ポンプ、及び、横軸水中ポンプに用いられる吸込カバー

(51)【国際特許分類】

   F04D 13/08 20060101AFI20190415BHJP

   F04D 29/54 20060101ALI20190415BHJP

   F04D 15/00 20060101ALI20190415BHJP

【ＦＩ】

   F04D13/08 Y

   F04D29/54 A

   F04D15/00 Z

【請求項の数】10

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2017-516596(P2017-516596)

(86)(22)【出願日】2016年4月26日

(86)【国際出願番号】JP2016062987

(87)【国際公開番号】WO2016178387

(87)【国際公開日】20161110

【審査請求日】2017年10月6日

(31)【優先権主張番号】特願2015-93983(P2015-93983)

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-93984(P2015-93984)

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-93985(P2015-93985)

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-93986(P2015-93986)

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-93987(P2015-93987)

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-146260(P2015-146260)

(32)【優先日】2015年7月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000197746

【氏名又は名称】株式会社石垣

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】山科 健一

(72)【発明者】

【氏名】大橋 洋総

(72)【発明者】

【氏名】岡田 光博

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 典明

(72)【発明者】

【氏名】片山 順一

(72)【発明者】

【氏名】吉田 智紀

(72)【発明者】

【氏名】大谷 友人

(72)【発明者】

【氏名】安倍 正樹

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１５６２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２１０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４４１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９０１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３２０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５２９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１６６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３１７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７８６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９０９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５５３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １３／０８

Ｆ０４Ｄ １５／００

Ｆ０４Ｄ ２９／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸込口と排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内で支持された羽根車と、
前記吸込口に接続された吸込カバーと、
前記吸込カバーに設けられ、前記羽根車の上端よりも低い位置に開口する第１吸込開口と、
前記吸込カバー及び前記ケーシングのうち少なくとも一方において前記羽根車よりも上流側に設けられ、前記第１吸込開口の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口と、
を有し、
前記吸込カバーは、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、
前記上壁から下方に延設される前壁と、を有し、
前記第２吸込開口は、前記前壁を貫通する孔である横軸水中ポンプ。

【請求項2】

吸込口と排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内で支持された羽根車と、
前記吸込口に接続された吸込カバーと、
前記吸込カバーに設けられ、前記羽根車の上端よりも低い位置に開口する第１吸込開口と、
前記吸込カバー及び前記ケーシングのうち少なくとも一方において前記羽根車よりも上流側に設けられ、前記第１吸込開口の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口と、
を有し、
前記吸込カバーは、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、
前記上壁から下方に延設される前壁と、を有し、
前記第１吸込開口は、前記前壁の下端と、前記側壁の下端とで囲まれる開口であり、
前記第２吸込開口は、前記第１吸込開口に連通し、前記前壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前記前壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口である横軸水中ポンプ。

【請求項3】

吸込口と排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内で支持された羽根車と、
前記吸込口に接続された吸込カバーと、
前記吸込カバーに設けられ、前記羽根車の上端よりも低い位置に開口する第１吸込開口と、
前記吸込カバー及び前記ケーシングのうち少なくとも一方において前記羽根車よりも上流側に設けられ、前記第１吸込開口の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口と、
を有し、
前記吸込カバーは、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、を有し、
前記第１吸込開口は、前記上壁の前縁と、前記側壁の下端とで囲まれる開口であり、
前記第２吸込開口は、前記第１吸込開口に連通し、前記上壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前記上壁の前縁を結ぶ直線とで囲まれた開口、又は、前記第１吸込開口に連通し、前記側壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前記側壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口である横軸水中ポンプ。

【請求項4】

吸込口と排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内で支持された羽根車と、
前記吸込口に接続された吸込カバーと、
前記吸込カバーに設けられ、前記羽根車の上端よりも低い位置に開口する第１吸込開口と、
前記吸込カバー及び前記ケーシングのうち少なくとも一方において前記羽根車よりも上流側に設けられ、前記第１吸込開口の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口と、
を有し、
前記吸込カバーは、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、を有し、
前記第２吸込開口は、前記上壁又は前記側壁に形成された開口である横軸水中ポンプ。

【請求項5】

吸込口と排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内で支持された羽根車と、
前記吸込口に接続された吸込カバーと、
前記吸込カバーに設けられ、前記羽根車の上端よりも低い位置に開口する第１吸込開口と、
前記吸込カバー及び前記ケーシングのうち少なくとも一方において前記羽根車よりも上流側に設けられ、前記第１吸込開口の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口と、
一端が前記吸込カバー又は前記ケーシングに接続され、他端が開放されている吸気口である吸気管と、
を有し、
前記吸込カバーは、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、を有し、
前記第２吸込開口は、前記吸気口である横軸水中ポンプ。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の横軸水中ポンプであって、
前記吸込カバーの前記上壁の前縁、又は、前記吸込カバーの前記上壁から下方に延設される前壁の下端は、前記羽根車の下端から前記羽根車の直径比で１０〜２５％上方に位置する。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の横軸水中ポンプであって、
更に、前記ケーシングの前記排出口の側に設けられ、該排出口から排出される流体の圧力により開閉可能なフラップゲートを備える。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の横軸水中ポンプであって、
更に、前記ケーシングの内圧が所定の圧力に達したときに前記ケーシング内の空気を外部に排出するエア抜機構を備える。

【請求項9】

排出開口と、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、
前記上壁から下方に延設される前壁と、
前記前壁の下端と前記側壁の下端とで囲まれる第１吸込開口と、
前記第１吸込開口に連通し、前記前壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前記前壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口である第２吸込開口と、を有する、
横軸水中ポンプに用いられる吸込カバー。

【請求項10】

排出開口と、
上壁と、
前記上壁から下方に延設される側壁と、
前記上壁の前縁と前記側壁の下端とで囲まれる第１吸込開口と、
前記第１吸込開口に連通し、前記上壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前記上壁の前縁を結ぶ直線とで囲まれた開口、又は、前記第１吸込開口に連通し、前記側壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前記側壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口である第２吸込開口と、を有する、
横軸水中ポンプに用いられる吸込カバー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、暗渠内等に設置して雨水や下水等の圧送に用いられる内水排除設備としての横軸水中ポンプ、及び、横軸水中ポンプに用いられる吸込カバーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、雨水等の排水ポンプとして、ポンプ設備を着脱構造に改良して低水位型の横軸水中ポンプ（横軸軸流型の水中ポンプ）を採用する排水機場の建設が増加している。

【0003】

また、例えば本川と支川とが合流するような場所には、支川側に開閉ゲートを設置し、大雨などの増水時に開閉ゲートを閉じることで、本川側の水が支川に逆流するのを抑止している。その際、支川の上流から流れてくる水を強制排水するために、横軸水中ポンプを開閉ゲートに取り付けたポンプゲートが多く用いられている。そして、ポンプゲートには、大容量の排水を行うために横軸水中ポンプが使用されることが多い。特許文献１は、横軸水中ポンプに吸込ベルマウス（吸込カバー）を設けて、低水位まで排水可能としたポンプゲートを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−００３４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された横軸水中ポンプは、全量排水運転時のような、羽根車が完全に没水した状態での運転時の水位以下となると、空運転となって一旦停止し、その後、流入量が増大して水位が上昇したときに再起動される。このように水位に応じて頻繁にポンプのＯＮ／ＯＦＦが繰り返されると、運転管理が煩雑となり、起動頻度が頻繁となって水中電動機への負担が大きくなる。

【0006】

そこで、本発明は、吸込側の水位が全量排水運転時の水位以下でも、定格回転数での運転を維持し、ポンプの停止と起動との繰り返しを抑えることが可能な横軸水中ポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一つの態様である横軸水中ポンプは、吸込口と排出口とを有するケーシングと、ケーシング内で支持された羽根車と、吸込口に接続された吸込カバーと、吸込カバーに設けられ、羽根車の上端よりも低い位置に開口する第１吸込開口と、吸込カバー及びケーシングのうち少なくとも一方において羽根車よりも上流側に設けられ、第１吸込開口の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口と、を有する。

【0008】

これにより、横軸水中ポンプは、羽根車が完全に没水しない運転モードでも、空気を吸気しつつ運転するので、羽根車を駆動する水中電動機の定格回転数での運転を維持したまま、吸込側の水位の低下速度又は上昇速度を抑制することができる。したがって、水中電動機のＯＮ／ＯＦＦの繰り返し頻度を低下させることができる。

【0009】

また、吸込カバーは、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、を有し、上壁の前縁は、該前縁の両端部より高い位置を有し、第２吸込開口は、前縁と、該前縁の両端部を結ぶ直線とで囲まれた開口であるものとしてもよい。

【0010】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。

【0011】

また、吸込カバーは、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、上壁から下方に延設される前壁と、を有し、第２吸込開口は、前壁を貫通する孔であるものとしてもよい。

【0012】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。更に、吸込カバーは、上流側から向かってくる流体（水又は空気）を吸込カバー内に流入させることができる一方、流体に含まれる異物の吸込カバー内への流入を抑止できる。

【0013】

また、吸込カバーは、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、上壁から下方に延設される前壁と、を有し、第１吸込開口は、前壁の下端と、側壁の下端とで囲まれる開口であり、第２吸込開口は、第１吸込開口に連通し、前壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口であるものとしてもよい。

【0014】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。更に、吸込カバーは、上流側から向かってくる流体（水又は空気）を吸込カバー内に流入させることができる一方、流体に含まれる異物の吸込カバー内への流入を抑止できる。

【0015】

また、吸込カバーは、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、を有し、第１吸込開口は、上壁の前縁と、側壁の下端とで囲まれる開口であり、第２吸込開口は、第１吸込開口に連通し、上壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、上壁の前縁を結ぶ直線とで囲まれた開口、又は、第１吸込開口に連通し、側壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、側壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口であるものとしてもよい。

【0016】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。更に、吸込カバーは、上流側から向かってくる流体（水又は空気）を吸込カバー内に流入させることができる一方、流体に含まれる異物の吸込カバー内への流入を抑止できる。

【0017】

また、吸込カバーは、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、を有し、第２吸込開口は、上壁又は側壁に形成された開口であるものとしてもよい。

【0018】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。

【0019】

また、更に、一端が吸込カバー又はケーシングに接続され、他端が開放されている吸気口である吸気管を備え、吸込カバーは、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、を有し、第２吸込開口は、吸気口であるものとしてもよい。

【0020】

これにより、全量排水の運転モードの水位以下での運転モードでも、吸込カバー内に好適に空気を流入させることができる。

【0021】

また、吸込カバーの上壁の前縁、又は、吸込カバーの上壁から下方に延設される前壁の下端は、羽根車の下端から羽根車の直径比で１０〜２５％上方に位置するものとしてもよい。

【0022】

これにより、低水位時まで全量排水の運転モードでの運転が可能となり、特に全量排水の運転モードでは、空気吸込渦の発生をより好適に抑止することができる。

【0023】

また、更に、ケーシングの排出口の側に設けられ、該排出口から排出される流体の圧力により開閉可能なフラップゲートを備えるものとしてもよい。

【0024】

これにより、全量排水及び気水混合排水の各運転モードでは、フラップゲートが常時開放され、各運転モードに応じた水を排出し、それ以下の水位時のアイドリングの運転モードでは、フラップゲートが閉塞されるので、ケーシング内で流体が循環流動しやすくなる。また、フラップゲートは、吐出圧により開閉するので、フラップゲートを開閉させる駆動装置や制御装置を別途設ける必要がなく、構成を簡素化することができる。

【0025】

また、更に、ケーシングの内圧が所定の圧力に達したときにケーシング内の空気を外部に排出するエア抜機構を備えるものとしてもよい。

【0026】

これにより、例えば、アイドリングの運転モード又は気水混合排水の運転モードから水位が上昇して別の運転モードに移行する際に、ケーシング内に滞留していた空気を好適に排出することができるので、水中電動機にかかる負荷を抑えることができる。

【0027】

また、本発明の一つの態様である横軸水中ポンプに用いられる吸込カバーは、排出開口と、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、上壁から下方に延設される前壁と、前壁の下端と側壁の下端とで囲まれる第１吸込開口と、第１吸込開口に連通し、前壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、前壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口である第２吸込開口と、を有する。

【0028】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。更に、吸込カバーは、上流側から向かってくる流体（水又は空気）を吸込カバー内に流入させることができる一方、流体に含まれる異物の吸込カバー内への流入を抑止できる。

【0029】

更に、本発明の他の態様である横軸水中ポンプに用いられる吸込カバーは、排出開口と、上壁と、上壁から下方に延設される側壁と、上壁の前縁と側壁の下端とで囲まれる第１吸込開口と、第１吸込開口に連通し、上壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、上壁の前縁を結ぶ直線とで囲まれた開口、又は、第１吸込開口に連通し、側壁に形成された少なくとも１以上の切り欠きと、側壁の下端を結ぶ直線とで囲まれた開口である第２吸込開口と、を有する。

【0030】

これにより、吸込カバーは、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が低下し、全量排水の運転モードの水位から気水混合排水の運転モードの水位になると、第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、滑らかに各運転モード間を移行させることができる。更に、吸込カバーは、上流側から向かってくる流体（水又は空気）を吸込カバー内に流入させることができる一方、流体に含まれる異物の吸込カバー内への流入を抑止できる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、吸込側の水位が全量排水運転時の水位以下でも、定格回転数での運転を維持し、ポンプの停止と起動との繰り返しを抑えることが可能な横軸水中ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る横軸水中ポンプの構成を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態における吸込カバーの形状を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態における吸込カバーの他の形状を示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態における吸込カバーの他の形状を示す図である。

【図5】図５は、横軸水中ポンプを用いたポンプゲートシステムの構成を示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る横軸水中ポンプの運転モードを説明する図である。

【図7】図７は、第１実施形態での全量排水モード時のポンプ動作を示す図である。

【図8】図８は、第１実施形態での気水混合排出モード時のポンプ動作を示す図である。

【図9】図９は、第１実施形態でのアイドリングモード時のポンプ動作を示す図である。

【図10】図１０は、横軸水中ポンプに設置されたエア抜機構の構成を示す図である。

【図11】図１１は、第２実施形態における吸込カバーの形状を示す図である。

【図12】図１２は、第２実施形態における吸気部の形状を示す図である。

【図13】図１３は、第２実施形態における吸気部の他の形状を示す図である。

【図14A】図１４Ａは、第２実施形態における吸気部の他の形状を示す図である。

【図14B】図１４Ｂは、第２実施形態における吸気部の他の形状を示す図である。

【図15】図１５は、第２実施形態における吸気部の他の形状を示す図である。

【図16】図１６は、第２実施形態に係る横軸水中ポンプの運転モードを説明する図である。

【図17】図１７は、第２実施形態での全量排水モード時のポンプ動作を示す図である。

【図18】図１８は、第２実施形態での気水混合排出モード時のポンプ動作を示す図である。

【図19】図１９は、第２実施形態でのアイドリングモード時のポンプ動作を示す図である。

【図20】図２０は、第３実施形態に係る横軸水中ポンプの外形を示す図である。

【図21】図２１は、第３実施形態に係る横軸水中ポンプの他の外形を示す図である。

【図22】図２２は、第３実施形態に係る横軸水中ポンプの運転モードを説明する図である。

【図23】図２３は、第３実施形態での全量排水モード時のポンプ動作を示す図である。

【図24】図２４は、第３実施形態での気水混合排出モード時のポンプ動作を示す図である。

【図25】図２５は、第３実施形態でのアイドリングモード時のポンプ動作を示す図である。

【図26】図２６は、第４実施形態における横軸水中ポンプの外形を示す図である。

【図27】図２７は、第４実施形態における横軸水中ポンプの他の外形を示す図である。

【図28】図２８は、第４実施形態における横軸水中ポンプの他の外形を示す図である。

【図29】図２９は、第４実施形態に係る横軸水中ポンプの運転モードを説明する図である。

【図30】図３０は、第４実施形態での全量排水モード時のポンプ動作を示す図である。

【図31】図３１は、第４実施形態での気水混合排出モード時のポンプ動作を示す図である。

【図32】図３２は、第４実施形態でのアイドリングモード時のポンプ動作を示す図である。

【図33】図３３は、第５実施形態における横軸水中ポンプの外形を示す図である。

【図34A】図３４Ａは、第５実施形態における空気調整機構の構成を示す図である。

【図34B】図３４Ｂは、第５実施形態における空気調整機構の他の構成を示す図である。

【図35】図３５は、第５実施形態に係る横軸水中ポンプの運転モードを説明する図である。

【図36】図３６は、第５実施形態での全量排水モード時のポンプ動作を示す図である。

【図37】図３７は、第５実施形態での気水混合排出モード時のポンプ動作を示す図である。

【図38】図３８は、第５実施形態でのアイドリングモード時のポンプ動作を示す図である。

【図39】図３９は、第６実施形態における横軸水中ポンプの構成を示す図である。

【図40A】図４０Ａは、羽根車の要部正面図である。

【図40B】図４０Ｂは、吸込カバーの前縁の高さ位置における羽根車の展開図である。

【図41】図４１は、第６実施形態における吸込カバーの形状を示す図である。

【図42】図４２は、横軸水中ポンプの性能曲線を表すグラフである。

【図43】図４３は、第６実施形態に係る横軸水中ポンプの運転モードを説明する図である。

【図44】図４４は、第６実施形態での全量排水モード時のポンプ動作を示す図である。

【図45】図４５は、第６実施形態でのアイドリングモード時のポンプ動作を示す図である。

【図46】図４６は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図47】図４７は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図48】図４８は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図49】図４９は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図50】図５０は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図51】図５１は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図52】図５２は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図53】図５３は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図54】図５４は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【図55】図５５は、他の実施形態としての吸込カバーの形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１の構成を示す側断面図である。横軸水中ポンプ１は、大容量の排水を行うことが可能な横軸軸流型の水中ポンプであり、ケーシング２と、羽根車３と、主軸４と、案内羽根５と、水中電動機６とを備える。

【0034】

ケーシング２は、吸込口と排出口とを有する筒体であり、その内部を流体（水及び空気）が通過する。ケーシング２の内部には、吸込側から、羽根車３、案内羽根５及び水中電動機６が配置される。羽根車３は、排水機場の仕様に応じて選択されるものであり、例えば、軸流羽根又は斜流羽根である。主軸４は、水中電動機６で発生された回転力を羽根車３に伝達するものであり、一端が水中電動機６に接続され、他端が羽根車３に接続される。すなわち、羽根車３は、ケーシング２に保持されている水中電動機６により、主軸４を介して支持されている。案内羽根５は、ケーシング２内を流通する流体の流れ方向を規定する。

【0035】

更に、横軸水中ポンプ１は、ケーシング２の吐出側に開閉可能に支持されたフラップゲート９を備え得る。なお、フラップゲート９は、ケーシング２の排出口に直接的又は間接的に設けられ得る。例えば、ケーシング２とフラップゲート９とは、横軸水中ポンプ１の被取り付け対象である水門壁を介して互いに接続されてもよい。ここで、水門壁の一例としては、後述するようなポンプゲートシステムのゲート扉体が挙げられる。フラップゲート９は、横軸水中ポンプ１の吐出圧力が低いときには自重により閉じ、吐出圧力が高いときには上部の支点を軸として開くことで排水を可能とする。なお、用途に応じては、ケーシング２の吐出側に吐出配管を接続して排水することも可能である。

【0036】

また、横軸水中ポンプ１は、ケーシング２の吸込側に、開口部８を下方に向けた吸込カバー７を備える。吸込カバー７は、例えば鋳物製であり、開口部８から吸い込んだ流体をケーシング２の吸込口に導く。

【0037】

図２は、本実施形態における吸込カバー７の形状を示す三面図である。吸込カバー７は、上壁１０と、上壁１０の両側端からそれぞれ下方に延設される２つの側壁１１と、ケーシング２に接続し、排出開口を有するフランジ１２とを有する。上壁１０は、吸込側（側面図の左方向）に向かって下方に傾斜している。側壁１１の下端は、上壁１０の前縁１３の両端から横軸水中ポンプ１のケーシング２下方近傍までそれぞれ傾斜している。

【0038】

吸込カバー７の開口部８は、吸込側の方が他の側よりも高くなるように傾いた状態で設けられている、本実施形態における第１吸込開口である。上壁１０の前縁１３は、中央部分が両端部より高い凸部を形成している。そして、吸込カバー７の吸気部１４は、前縁１３の両端部を結ぶ直線（２点鎖線）と凸形の前縁１３とで囲まれた空間であり、本実施形態における第２吸込開口である。なお、前縁１３は、一直線に限らず、前縁１３の中央部分が吸込側に突出していてもよい。また、吸気部１４の最も高い位置にある始端１４ａと、最も低い位置にある終端１４ｂとは、排水機場や横軸水中ポンプ１の仕様に応じて、後述する気水混合排出モードで運転可能な位置に設定される。

【0039】

図３は、本実施形態における吸込カバー７の他の形状を示す二面図である。本実施形態において、吸込カバー７の形状は、図２に示すようなものに限定されず、図３に示すようなものであってもよい。図３に示す吸込カバー７は、上壁１０の前縁１３から下方に向かって延設される前壁１５を有する。この場合、本実施形態における第２吸込開口は、前壁１５を貫通する複数の吸気孔１６である。側壁１１の下端（端部）は、前壁１５の下端からフランジ１２に向かって所定の傾斜角度を有する。前壁１５の延設長さは、後述する気水混合排出モードやアイドリングモードの運転状況により適宜設定される。また、吸気孔１６の形状は、円状、長孔状、スリット状等、適宜選択可能であり、吸気孔１６の孔径やスリットの幅なども、運転条件に応じて適宜決定される。

【0040】

図４は、本実施形態における吸込カバー７の他の形状を示す二面図である。図４に示す吸込カバー７は、上壁１０の前縁１３を水平とし、前縁１３から下方に向かって延設される前壁１５を有する。前壁１５は、開口部８に連通する、少なくとも１以上の切り欠きを有し、これらの切り欠きを全体として見ると、その形状は、鋸状又は波状である。この場合、本実施形態における第２吸込開口は、切り欠きと、前壁１５の下端を結ぶ直線（２点鎖線）とで囲まれる開口としての吸気部１４である。側壁１１の形状や、前壁１５の延設長さについては、図３に示す吸込カバー７と同様である。

【0041】

図５は、横軸水中ポンプ１を用いたポンプゲートシステム１７の構成を示す概略図である。ポンプゲートシステム１７は、ポンプゲート１９と、天壁２０から垂下し、ゲート扉体１８を吊り上げるラック棒２１と、ラック棒２１を上下動させることでポンプゲート１９を昇降させる開閉機２２とを備える。

【0042】

ポンプゲート１９は、ゲート扉体１８に横軸水中ポンプ１を着脱自在に組み込み、河川等の水路を開閉するものであり、上流側（図左方）から下流側（図右方）へ水を排水する。具体的には、平時は、ゲート扉体１８を上昇させた状態で、ポンプ吸込側（上流側）の水路の水をポンプ吐出側（下流側）の水路に自然排水する。一方、大雨等で下流側の外水位が上昇した際には、開閉機２２の駆動によりゲート扉体１８を下降させて水路を閉じ、横軸水中ポンプ１は、上流側の水を下流側に強制的に排水する。なお、本実施形態におけるポンプゲートシステム１７は、ポンプゲート１９を垂直に降下させて水路を閉止しているが、揺動又は回転等の公知技術により水路を閉止してもよい。

【0043】

次に、ポンプゲートシステム１７に用いられる横軸水中ポンプ１の運転モードについて説明する。図６は、横軸水中ポンプ１の運転モードを説明する図である。なお、図６では、吸込カバー７の形状が図３に示すものであるとして説明するが、図２又は図４に示す吸込カバー７であっても同様である。

【0044】

横軸水中ポンプ１は、予め設定された吸込側の２つの水位Ｈ，Ｍ（Ｈ＞Ｍ）を基準とした３つの運転モードを有する。具体的には、全量排水モードＭ１と、気水混合排出モードＭ２と、アイドリングモードＭ３とである。全量排水モードＭ１は、吸込側の水位が水位Ｈを超えているときに実施される。気水混合排出モードＭ２は、吸込側の水位が、水位Ｈ以下で、かつ、水位Ｍを超えているときに実施される。アイドリングモードＭ３は、吸込側の水位が水位Ｍ以下であるときに実施される。なお、不図示であるが、吸込側の水位が特定の水位Ｌ（Ｌ＜Ｍ）以下であるときは、横軸水中ポンプ１は、運転を停止する。

【0045】

吸込カバー７が図３に示す形状である場合、水位Ｈは、吸込カバー７の吸気孔１６の上端１６ａの位置に設定される。水位Ｍは、吸込カバー７の開口部８の上端に設定される。また、水位Ｌは、羽根車３が回転していても、水中電動機６に十分な水が供給できない水位の上限に設定される。なお、吸込カバー７が図２に示す形状である場合には、水位Ｈは、吸込カバー７の吸気部１４の始端１４ａの位置に設定され、水位Ｍは、吸気部１４の終端１４ｂの位置に設定される。

【0046】

＜全量排水モード＞
図７は、運転モードが全量排水モードＭ１（吸込側水位＞水位Ｈ）であるときの横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。全量排水モードＭ１は、上流側で吸い込んだ水を下流側に全量排出させる運転モードである。大雨等によりゲート下流側（吐出側）の水位が上昇すると、逆流を抑止するために、ゲート扉体１８が降下され、水路が閉止される。そして、ゲート上流側（吸込側）の水位が水位Ｈを越えると、横軸水中ポンプ１が起動され、横軸水中ポンプ１は、全量排水モードＭ１で、定格回転数で運転して下流側に排水する。このとき、横軸水中ポンプ１の内部に連通する開口（吸気孔１６及び開口部８）は全て没水しており、横軸水中ポンプ１の吐出圧力により吐出側のフラップゲート９は開放した状態となっている。ここで、横軸水中ポンプ１の運転開始のタイミングは、不図示の制御装置が、公知の水位計等により水位Ｈを超えていることを検知した上で判断してもよいし、実際に水位Ｈを検知することなく、予め設定された開始時間等に基づいて自動で判断してもよい。

【0047】

＜気水混合排出モード＞
図８は、運転モードが気水混合排出モードＭ２（水位Ｈ≧吸込側水位＞水位Ｍ）であるときの横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。横軸水中ポンプ１が全量排水モードＭ１でゲート上流側の貯留水を排水した結果、ゲート上流側の水位が徐々に低下して水位Ｈ以下になると、運転モードが気水混合排出モードＭ２に移行する。気水混合排出モードＭ２は、水とともに少量の空気を吸気しつつ、定格回転数での運転で排水を行う運転モードである。

【0048】

具体的な水位としては、吸込カバー７の吸気孔１６の一部又は全部が大気開放しているが、開口部８は没水している水位である。吸込カバー７の吸気孔１６の上端１６ａを水位Ｈに設定することにより、開口部８から水を吸い込みながら、吸気孔１６から空気を吸い込むことができる。排水量は、水位と吸気量との関係より決定される。この気水混合排出モードＭ２を設けることにより、低水位での不安定運転を緩和することができる。

【0049】

なお、気水混合排出モードＭ２では、横軸水中ポンプ１の吐出圧力は、全量排水モードＭ１のときよりも低下している。ただし、フラップゲート９は、開放されたままである。

【0050】

＜アイドリングモード＞
図９は、運転モードがアイドリングモードＭ３（水位Ｍ≧吸込側水位＞水位Ｌ）であるときの横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。横軸水中ポンプ１が排水を続けることで、更に水位が低下して水位Ｍ以下になると、運転モードは、気水混合排出モードＭ２からアイドリングモードＭ３に移行する。アイドリングモードＭ３は、いわゆる待機運転となるモードであり、水とともに大量の空気を吸気しつつ、定格回転数での運転を維持する運転モードである。

【0051】

具体的な水位としては、吸込カバー７の開口部８の一部が大気開放しているものの、羽根車３の一部が没水している水位である。吸込カバー７の開口部８の上端を水位Ｍに設定することにより、水位が水位Ｍ低下になったときに、吸込カバー７の吸気孔１６と開口部８とから大量の空気を吸い込むことができる。その結果、横軸水中ポンプ１の吐出圧力は低下するが、ケーシング２内で水と空気とが混合した状態で運転が継続される。ケーシング２内の水量は、吸込側水位に応じて変動する。このアイドリングモードＭ３では、ケーシング２内で攪拌される水により、水中電動機６が冷却されるため、過度の発熱を抑えることができる。

【0052】

なお、アイドリングモードＭ３では、水と空気とがケーシング２内で循環流動し、吐出圧力が低いため、フラップゲート９は、基本的には閉塞した状態にある。ただし、下流側の水位が低下すると、フラップゲート９が開放する場合もある。また、フラップゲート９を閉塞した締切状態で定格回転数での運転を行っても、大量の空気が混入しているため、水動力が低く、ポンプ動力の上昇を抑制することができる。

【0053】

ここで、アイドリングモードＭ３では、基本的には水を排出しないので、吸込側の水位の低下はない。しかし、下流側の水位の低下により横軸水中ポンプ１の吐出圧力がフラップゲート９を開放するだけの圧力になると、排水により吸込側の水位が低下してくる。吸込側の水位が低下して水位Ｌ以下になると、横軸水中ポンプ１は、吸込側の流入予測量にもよるが、再排水の可能性が低いと判断して運転を停止する。横軸水中ポンプ１の運転停止のタイミングは、不図示の制御装置が、公知の水位計等により、水位Ｌ以下の水位を一定時間継続した状態を検知した上で判断してもよいし、実際に水位Ｌを検知することなく、予め設定された開始時間等に基づいて自動で判断してもよい。

【0054】

一方、いずれかの運転モード中に上流側の流入量が増大して水位が上昇したときも、別の運転モードに移行する。例えば、水位Ｌ以下の状態で水位が上昇し、吸込側の水位が水位Ｌを超えたとする。この場合、運転モードは、開口部８からは水と空気を、吸気孔１６からは空気を吸気しつつ、フラップゲート９を閉じた状態でケーシング２内の水を攪拌するアイドリングモードＭ３に移行する。また、アイドリングモードＭ３中に水位が上昇し、吸込側の水位が水位Ｍを超えると、運転モードは、開口部８からは水を、吸気孔１６からは空気を吸気しながら排水する気水混合排出モードＭ２に移行する。更に、気水混合排出モードＭ２中に水位が上昇し、吸込側の水位が水位Ｈを超えると、運転モードは、開口部８及び吸気孔１６から水を吸い込む全量排水モードＭ１に移行する。

【0055】

なお、横軸水中ポンプ１は、運転停止後、吸込側の流入予測量や、排水機場又は横軸水中ポンプ１の仕様に応じて、運転再開を適宜判断する。運転再開のタイミングは、吸込側の水位がどの水位であっても構わない。

【0056】

横軸水中ポンプ１は、更に、エア抜機構を備える。図１０は、横軸水中ポンプ１に設置されたエア抜機構２３の構成を示す概略図である。例えば、水位が上昇して、気水混合排出モードＭ２から全量排水モードＭ１に運転モードが移行する際には、ケーシング２内に滞留していた空気が、エア抜機構２３により外部に排出される。エア抜機構２３は、例えば、横軸水中ポンプ１の排出側に取り付けたフラップゲート９の上方に設置され得る、小さな開口を有するフラップ式のゲートである。ケーシング２内の水分の増大に伴い、内圧が所定の圧力に達すると、フラップ式のゲートが開放し、ケーシング２内のエアが外部に排出される。なお、エア抜機構２３は、ケーシング２内の水分の増大に伴い、内圧が所定の圧力に達すると自動的に作動する機構を備えたものであればよいもので、例えば、ケーシング２の上部に設置されるエア抜弁等であってもよい。

【0057】

次に、横軸水中ポンプ１の作用及び効果について説明する。横軸水中ポンプ１は、上記のように、第１吸込開口（開口部８）の上端よりも高い位置に開口する第２吸込開口（吸気部１４等）を有するので、吸込側の水位の変化に応じて運転モードを自動的に切り替えることができる。具体的には、横軸水中ポンプ１は、吸込側の水位が第２吸込開口の上端よりも高いときには、第１及び第２吸込開口を没水させて、全量排水モードで運転する。また、横軸水中ポンプ１は、吸込側の水位が、第２吸込開口の上端よりも低く、かつ、第１吸込開口の上端よりも高いときには、第１吸込開口から水を吸い込みつつ第２吸込開口から空気を吸い込む気水混合排水モードで運転を行う。更に、横軸水中ポンプ１は、吸込側の水位が第１吸込開口の上端よりも低いときには、第１及び第２吸込開口から空気を吸い込んでケーシング内で水を循環流動させるアイドリングモードで運転を行う。

【0058】

例えば、吸込側の水位が急速に低下した場合には、全量排水モードから気水混合排水モードへ、又は、気水混合排水モードからアイドリングモードへ移行する。これにより、横軸水中ポンプ１は、羽根車３を駆動する水中電動機６の定格回転数での運転を維持したまま、吸込側の水位の低下速度を抑制することができる。また、例えば、吸込側の水位が急速に上昇した場合には、アイドリングモードから気水混合排水モードへ、又は、気水混合排水モードから全量排水モードへ移行する。これにより、横軸水中ポンプ１は、水中電動機６の定格回転数での運転を維持したまま、吸込側の水位の上昇速度を抑制することができる。したがって、水中電動機６すなわちポンプのＯＮ／ＯＦＦの繰り返し頻度を低下させることができる。

【0059】

また、羽根車３が完全に没水しない気水混合排水モード及びアイドリングモードの各運転モードでは、空気を吸気しつつ運転するので、羽根車３に大きな負圧がかからず、また、水面からの空気吸込渦を抑制することができる。

【0060】

更に、横軸水中ポンプ１は、水位に応じた各運転モード間の移行を、複雑な制御装置等を設けることなく実現することができる。

【0061】

また、図２に示すような吸込カバー７によれば、水面からの空気吸込渦の発生を抑止して、振動・騒音を抑制することができる。また、気水混合排水モードでは、例えば、吸込側の水位の低下に伴って第２吸込開口での吸気面積が拡大するので、空気の吸込量を好適に増やし、また、各運転モード間を滑らかに移行させることができる。

【0062】

さらに、図３又は図４に示すような吸込カバー７によれば、前壁１５に吸気孔１６又は吸気部１４を設けているので、前縁１３に沿って均一に空気が流入する。したがって、急激な空気の流入を抑え、振動・騒音を抑制できる。また、前壁１５に吸気孔１６等を設けることで、流入空気量の調整が容易になるとともに、異物の流入を抑止できる。

【0063】

以上のように、本実施形態によれば、吸込側の水位が全量排水運転時の水位以下でも、定格回転数での運転を維持し、ポンプの停止と起動との繰り返しを抑えることが可能な横軸水中ポンプを提供することができる。

【0064】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る横軸水中ポンプについて説明する。本実施形態に係る横軸水中ポンプでは、吸込カバー７の形状が、第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１と異なる。以下、第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１と同一部分には同一の符号を付して説明する。

【0065】

図１１は、本実施形態における吸込カバー７の形状を示す三面図である。図２に示す第１実施形態における吸込カバー７と比較して、吸込カバー７の全体形状はほぼ同一であるが、吸気部１４の形状及び形成位置が異なる。

【0066】

図１２は、本実施形態における第２吸込開口の一例として、上壁１０に設けられた吸気部１４の形状を示す平面図である。吸気部１４は、所定の幅でフランジ１２近傍に位置する始端１４ａから前縁１３近傍に位置する終端１４ｂに向かって形成され、上壁１０の表面と裏面とを貫通する開口であり、水及び空気が流入自在である。なお、吸気部１４の開口による応力集中を軽減するために、各角を円弧状に形成してもよい。吸気部１４が没水している時は、吸気部１４からも吸水し、水位が低下してくると、空気が吸気部１４の始端１４ａ側から徐々に吸込カバー７内に流入する。特に本実施形態では、水位低下時に始端１４ａから終端１４ｂに向かって開口面積が増大するように、上壁１０の前縁１３側（吸気部１４の終端１４ｂ側）に幅を漸増させている。これにより、水位の低下に伴って滑らかに運転モードを移行させることができる。また、吸気部１４の始端１４ａ、終端１４ｂ及び幅は、上壁１０の傾斜角度やポンプ口径等の条件から適宜決定される。

【0067】

図１３は、本実施形態における第２吸込開口の他の一例として、上壁１０に設けられた複数の吸気孔３０の形状を示す平面図である。複数の吸気孔３０の形成条件は、図１２に示す吸気部１４と同様の条件を満たす。また、吸気孔３０の孔径等も、ポンプの運転条件に応じて適宜決定される。

【0068】

図１４Ａは、本実施形態における第２吸込開口の他の一例として、上壁１０に設けられた複数のスリット３２の形状を示す平面図であり、１つのスリット３２の形状が三角形で、かつ、そのようなスリット３２が複数、主軸４と平行となる方向に並んでいる例を示す。一方、図１４Ｂは、１つのスリット３２の形状が矩形で、かつ、そのようなスリット３２が複数、主軸４に対して垂直となる方向に並んでいる例を示す。複数のスリット３２の形成条件も、図１２に示す吸気部１４と同様の条件を満たす。また、スリット３２の幅等も、ポンプの運転条件に応じて適宜決定される。図１３及び図１４に示すように、吸気部１４に相当する部分を複数の開口で形成することにより、吸込カバー７の上壁１０の強度を保つことができ、吸込カバー７を薄板で構成することができる。

【0069】

図１５は、本実施形態における第２吸込開口の他の一例として、側壁１１に設けられた吸気部１４の形状を示す側面図である。吸気部１４は、上部（水位が上昇する方向）に位置する始端１４ａから下部（水位が低下する方向）に位置する終端１４ｂに向かって、徐々に吸込側へ向かう幅が広くなるように形成され、側壁１１の表面と裏面とを貫通する開口であり、水及び空気が流入自在である。なお、吸気部１４の開口による応力集中を軽減するために、各角を円弧状に形成してもよい。吸気部１４が没水している時は、吸気部１４からも吸水し、水位が低下してくると、空気が吸気部１４の始端１４ａ側から徐々に吸込カバー７内に流入する。この場合も、水位低下時に始端１４ａから終端１４ｂに向かって開口面積が増大するように、側壁１１の下部側に幅を漸増させることで、水位の低下に伴って滑らかに運転モードを移行させることができる。なお、側壁１１に形成される吸気部１４は、上壁１０に形成される場合と同様に、多数の吸気孔３０や、複数のスリット３２等であってもよい。

【0070】

図１６は、本実施形態における横軸水中ポンプ１の運転モードを説明する図である。なお、図１６では、吸込カバー７の形状が図１２に示すものであるとして説明するが、図１３〜図１５に示す吸込カバー７であっても同様である。横軸水中ポンプ１が、予め設定された吸込側の２つの水位Ｈ，Ｍ（Ｈ＞Ｍ）を基準とした３つの運転モード、全量排水モードＭ１、気水混合排出モードＭ２及びアイドリングモードＭ３を有する点は、第１実施形態と同様である。この場合、水位Ｈは、吸込カバー７の吸気部１４の始端１４ａの位置に設定される。水位Ｍは、前縁１３の頂部の位置に設定される。また、水位Ｌは、羽根車３が回転していても、水中電動機６に十分な水が供給できない水位の上限に設定される。

【0071】

図１７は、運転モードが全量排水モードＭ１（吸込側水位＞水位Ｈ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この全量排水モードＭ１では、横軸水中ポンプ１は、図７に示した第１実施形態における全量排水モードＭ１と同様に動作する。

【0072】

図１８は、運転モードが気水混合排出モードＭ２（水位Ｈ≧吸込側水位＞水位Ｍ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この気水混合排出モードＭ２では、横軸水中ポンプ１は、図８に示した第１実施形態における気水混合排出モードＭ２と同様に動作する。

【0073】

図１９は、運転モードがアイドリングモードＭ３（水位Ｍ≧吸込側水位＞水位Ｌ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。このアイドリングモードＭ３では、横軸水中ポンプ１は、図９に示した第１実施形態におけるアイドリングモードＭ３と同様に動作する。

【0074】

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0075】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る横軸水中ポンプについて説明する。本実施形態に係る横軸水中ポンプでは、第２吸込開口としての吸気部１４が、吸込カバー７ではなくケーシング２に形成されている点が、第１及び第２実施形態に係る横軸水中ポンプ１と異なる。以下、第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１と同一部分には同一の符号を付して説明する。

【0076】

図２０は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の外形を示す側断面図である。この場合、吸込カバー７の全体形状は、図２に示す第１実施形態における吸込カバー７とほぼ同一であるが、本実施形態における吸込カバー７には、吸気部１４が存在しない。一方、ケーシング２の側面のうち、上半分で、かつ、羽根車３の設置位置よりも上流側には、ケーシング２の外部と内部とを貫通する複数の吸気孔からなる吸気部１４が形成されている。複数の吸気孔は、筒状のケーシング２の頂部近傍の始端１４ａから、円周方向に沿ってケーシング２の筒幅中心近傍の終端１４ｂまで形成される。この場合の始端１４ａは、最も高水位に位置する吸気孔となり、終端１４ｂは、最も低水位に位置する吸気孔となる。図２０に示す例では、複数の吸気孔は、始端１４ａから終端１４ｂまで同じ数量（同じ開口面積）で並んでいる。ここでも、吸気部１４が没水しているときは、吸気部１４からも吸水し、水位が低下してくると、空気が吸気部１４の始端１４ａ側から徐々に吸込カバー７内に流入する。

【0077】

図２１は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の他の外形を示す平面図である。図２０に示すような吸気部１４を構成する複数の吸気孔を、図２１に示すように、水位低下時に始端１４ａから終端１４ｂに向かって開口面積が増大するように吸気孔の数量を増加させることで、水位の低下に伴って滑らかに運転モードを移行させることができる。

【0078】

なお、吸気部１４を構成する複数の吸気孔の形状は、円状に限らず、例えばスリット状でもよく、適宜選択可能である。また、吸気孔の孔径やスリットの幅等は、横軸水中ポンプ１の運転条件に応じて適宜決定される。更に、吸気部１４の始端１４ａ、終端１４ｂ及び幅は、機場や横軸水中ポンプ１の運転条件に応じて適宜決定される。

【0079】

図２２は、本実施形態における横軸水中ポンプ１の運転モードを説明する図である。横軸水中ポンプ１が、予め設定された吸込側の２つの水位Ｈ，Ｍ（Ｈ＞Ｍ）を基準とした３つの運転モード、全量排水モードＭ１、気水混合排出モードＭ２及びアイドリングモードＭ３を有する点は、第１及び第２実施形態と同様である。この場合、水位Ｈは、ケーシング２の吸気部１４の始端１４ａの位置に設定される。水位Ｍは、前縁１３の頂部の位置に設定される。また、水位Ｌは、羽根車３が回転していても、水中電動機６に十分な水が供給できない水位の上限に設定される。

【0080】

図２３は、運転モードが全量排水モードＭ１（吸込側水位＞水位Ｈ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この全量排水モードＭ１では、横軸水中ポンプ１は、図７に示した第１実施形態における全量排水モードＭ１と同様に動作する。

【0081】

図２４は、運転モードが気水混合排出モードＭ２（水位Ｈ≧吸込側水位＞水位Ｍ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この気水混合排出モードＭ２では、横軸水中ポンプ１は、図８に示した第１実施形態における気水混合排出モードＭ２と同様に動作する。

【0082】

図２５は、運転モードがアイドリングモードＭ３（水位Ｍ≧吸込側水位＞水位Ｌ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。このアイドリングモードＭ３では、横軸水中ポンプ１は、図９に示した第１実施形態におけるアイドリングモードＭ３と同様に動作する。

【0083】

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0084】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る横軸水中ポンプについて説明する。本実施形態に係る横軸水中ポンプは、一端が吸込カバー７又はケーシング２に接続され、他端が開放されている吸気口である吸気管を備え、他端の吸気口を第２吸込開口とする点が、第１〜第３実施形態に係る横軸水中ポンプ１と異なる。以下、第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１と同一部分には同一の符号を付して説明する。

【0085】

図２６は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の外形を示す側面図である。この場合、吸込カバー７の全体形状は、図２に示す第１実施形態における吸込カバー７とほぼ同一であるが、本実施形態における吸込カバー７には、吸気管１４が接続されている。具体的には、例えば、吸気管１４の一端は、吸込カバー７の側壁１１に接続され、吸込カバー７の内部に連通する。吸気管１４は、所定の長さだけ上方に延設されて、逆Ｕ字状に曲管される。そして、吸気管１４の他端は、下方に向けて吸気口１４ａとして開放される。この構成によれば、吸気口１４ａから一旦上方へ向かって吸引するので、水面の浮遊物により吸気口１４ａ及び管内が閉塞することが抑えられる。なお、他端を閉塞し、吸気管１４の側面に吸気口１４ａを設けてもよい。

【0086】

なお、吸気管１４の曲管方向は、特に限定されるものではないが、水面の浮遊物等との衝突による損傷を抑止するために、吸込カバー７の上壁１０の上方で開口し、上壁１０の前縁１３から上方に防護壁３１を突出させることが望ましい。また、吸気管１４の吸気口１４ａの高さ方向の位置及び管径は、機場や横軸水中ポンプ１の仕様等の運転条件から適宜決定される。

【0087】

図２７は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の他の外形を示す側面図である。吸気管１４の一端は、図２７に示すように、吸込カバー７の上壁１０に接続されるものとしてもよい。

【0088】

図２８は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の他の外形を示す側面図である。吸気管１４の一端は、図２８に示すように、ケーシング２の側壁に接続されるものとしてもよい。これらのように、吸気管１４の一端が横軸水中ポンプ１の羽根車３の上流側に空気を吸入させる位置に接続されるならば、吸気管１４の位置及び形状等は、限定されない。

【0089】

図２９は、本実施形態における横軸水中ポンプ１の運転モードを説明する図である。横軸水中ポンプ１が、予め設定された吸込側の２つの水位Ｈ，Ｍ（Ｈ＞Ｍ）を基準とした３つの運転モード、全量排水モードＭ１、気水混合排出モードＭ２及びアイドリングモードＭ３を有する点は、第１〜第３実施形態と同様である。この場合、水位Ｈは、吸気管１４の吸気口１４ａの位置に設定される。水位Ｍは、前縁１３の頂部の位置に設定される。また、水位Ｌは、羽根車３が回転していても、水中電動機６に十分な水が供給できない水位の上限に設定される。

【0090】

図３０は、運転モードが全量排水モードＭ１（吸込側水位＞水位Ｈ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この全量排水モードＭ１では、横軸水中ポンプ１は、図７に示した第１実施形態における全量排水モードＭ１と同様に動作する。

【0091】

図３１は、運転モードが気水混合排出モードＭ２（水位Ｈ≧吸込側水位＞水位Ｍ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この気水混合排出モードＭ２では、横軸水中ポンプ１は、図８に示した第１実施形態における気水混合排出モードＭ２と同様に動作する。

【0092】

図３２は、運転モードがアイドリングモードＭ３（水位Ｍ≧吸込側水位＞水位Ｌ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。このアイドリングモードＭ３では、横軸水中ポンプ１は、図９に示した第１実施形態におけるアイドリングモードＭ３と同様に動作する。

【0093】

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0094】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る横軸水中ポンプについて説明する。本実施形態に係る横軸水中ポンプにおいて、一端が吸込カバー７又はケーシング２に接続され、他端が開放されている吸気口である吸気管を備える点は、第４実施形態と同様である。その上で、本実施形態に係る横軸水中ポンプの特徴は、運転モードを決定するための水位判断に第２吸気開口を用いない点にある。以下、第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１と同一部分には同一の符号を付して説明する。

【0095】

図３３は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の外形を示す側面図である。この場合、吸込カバー７の全体形状は、図２に示す第１実施形態における吸込カバー７とほぼ同一であるが、本実施形態における吸込カバー７には、吸気管１４が接続されている。具体的には、例えば、吸気管１４の一端は、吸込カバー７の側壁１１に接続され、吸込カバー７の内部に連通する。吸気管１４は、所定の長さだけ上方に延設される。そして、吸気管１４の他端は、水平に曲管されて吸気口１４ａとして開放される。なお、他端を閉塞し、吸気管１４の側面に吸気口１４ａを設けてもよい。

【0096】

本実施形態では、気水混合排出モードＭ２時に吸気口１４ａから吸気することができるように、気水混合排出モードＭ２時の水位よりも上方に吸気口１４ａを位置させる。なお、水面の浮遊物等が吸気口１４ａを閉塞することを抑止するために、吸気口１４ａは、貯水槽の最大水位より上方位置に開放させておくことが望ましい。また、吸気管１４と水面の浮遊物等との衝突による損傷を抑止するために、必要に応じて防護壁３１等を設けてもよい。

【0097】

なお、吸気管１４の一端が横軸水中ポンプ１の羽根車３の上流側に空気を吸入させる位置に接続されるならば、吸込カバー７の上壁１０やケーシング２等に接続されてもよい。また、吸気管１４の管径等は、機場や横軸水中ポンプ１の仕様等の運転条件から適宜決定される。

【0098】

また、吸気管１４は、その内部に空気量調整機構を備える。図３４Ａ及び図３４Ｂは、空気量調整機構３３の構成を示す概略図である。上流側の水位に応じて、横軸水中ポンプ１の羽根車３へ押し込み圧力が変動し、ポンプ内圧が変動する。空気量調整機構３３は、このポンプ内圧に応じて所定の空気量を横軸水中ポンプ１に供給するものである。空気量調整機構３３としては、図３４Ａに示すように、オリフィス板等の抵抗体３３ａを用いることができ、又は、図３４Ｂに示すように、所定の圧力を閾値にして開閉する圧力弁３３ｂを用いることもできる。本実施形態では、吸込側の水位が低下した際に所定の空気量を流入させることで、横軸水中ポンプ１の運転モードが、気水混合排出モードＭ２に切り替わる。具体的には、吸込側の水位が低下すると、水頭による押し込み圧力が低下して定格回転数で運転している羽根車３の上流側（吸込側）が負圧となる。その負圧が空気量調整機構３３の抵抗値より大きな負圧（又は設定圧力の検知による圧力弁開放）となった場合、大気に開放されている吸気口１４ａよりケーシング２内に空気が流入し、気水混合状態にて排出が行われる。なお、空気量調整機構３３の抵抗値や設定圧力等は、横軸水中ポンプ１の仕様や運転条件等に応じて適宜設定される。

【0099】

図３５は、本実施形態における横軸水中ポンプ１の運転モードを説明する図である。横軸水中ポンプ１が、予め設定された吸込側の２つの水位Ｈ，Ｍ（Ｈ＞Ｍ）を基準とした３つの運転モード、全量排水モードＭ１、気水混合排出モードＭ２及びアイドリングモードＭ３を有する点は、第１〜第４実施形態と同様である。この場合、水位Ｈは、気水混合排出モードＭ２の上端として予め規定される。そして、空気量調整機構３３は、吸込側水位が水位Ｈとなったときに気水混合排出モードＭ２となるよう、予め設定される。水位Ｍは、前縁１３の頂部の位置に設定される。また、水位Ｌは、羽根車３が回転していても、水中電動機６に十分な水が供給できない水位の上限に設定される。

【0100】

図３６は、運転モードが全量排水モードＭ１（吸込側水位＞水位Ｈ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この全量排水モードＭ１では、横軸水中ポンプ１は、図７に示した第１実施形態における全量排水モードＭ１と同様に動作する。ただし、本実施形態では、空気量調整機構３３の構成によっては、横軸水中ポンプ１の内部に連通する開口（空気量調整機構３３及び開口部８）は、全て没水のみならず、全て閉止している場合も含まれる。

【0101】

図３７は、運転モードが気水混合排出モードＭ２（水位Ｈ≧吸込側水位＞水位Ｍ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この気水混合排出モードＭ２では、横軸水中ポンプ１は、図８に示した第１実施形態における気水混合排出モードＭ２と同様に動作する。ただし、本実施形態では、上記のとおり、空気量調整機構３３が予め気水混合排出モードＭ２上端水位で吸気開始する抵抗値に設定されていることにより、運転モードが気水混合排出モードＭ２に切り替わる。

【0102】

図３８は、運転モードがアイドリングモードＭ３（水位Ｍ≧吸込側水位＞水位Ｌ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。このアイドリングモードＭ３では、横軸水中ポンプ１は、図９に示した第１実施形態におけるアイドリングモードＭ３と同様に動作する。

【0103】

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0104】

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る横軸水中ポンプについて説明する。従来の横軸水中ポンプにおいて、水位が低下したときにケーシング内で水と空気とを攪拌するアイドリングモードでの運転中は、水中電動機の冷却を行うことが難しかった。これに対して、本実施形態では、羽根車の下端から所定の吐出角度θ以上となる羽根車の位置に水位を合わせることで、アイドリングモードでの運転中でもケーシング内に水を滞留させて水中電動機が没水する状態を維持させることで、水中電動機を冷却する。以下、第１実施形態に係る横軸水中ポンプ１と同一部分には同一の符号を付して説明する。

【0105】

なお、以下の説明では、羽根車３の位置を基準として吸込カバー７の前縁１３等の高さ位置を規定する点について理解しやすいように、便宜上、横軸水中ポンプ１が、全量排水モードとアイドリングモードとの２つの運転モードのみを有するものとする。しかし、この場合でも、全量排水モードとアイドリングモードとの間の移行時には気水混合状態が存在する。ただし、本実施形態でいう気水混合状態は、上記各実施形態で説明した気水混合排出モードＭ２のような、本発明の各効果を得るために積極的に設けられた運転モードとは異なるものである。したがって、気水混合排出モードを含む３つの運転モードを有する上記各実施形態に係る横軸水中ポンプ１に対しても、本実施形態の内容は適用可能である。

【0106】

図３９は、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１の構成を示す側断面図である。本実施形態に係る横軸水中ポンプ１では、第１実施形態の場合と比較して、吸込カバー７の前縁１３の高さ位置Ａが羽根車３の位置を基準として規定される点が異なる。

【0107】

図４０Ａは、羽根車３が有する１枚の羽根を回転軸方向から見た、羽根車３の要部正面図である。図中、吸込カバー７の前縁１３の高さ位置に相当する位置を、前縁１３の高さ位置の符号に合わせてＡとし、羽根車３のボス部の位置をＡｉとし、羽根車３の外終端の位置をＡｏとしている。また、図４０Ｂは、図４０Ａに示す各位置に対応した、羽根車３の展開図である。位置Ａでの吐出角度はθであり、位置Ａｉでの吐出角度はθｉであり、位置Ａｏでの吐出角度はθｏである。中心に近づく程、吐出角度は大きくなり、中心から遠ざかる程（外周に近づく程）θは小さくなるため、θｉ＞θ＞θｏとなる。一般的にθが大きい位置で排出される流体に付与される圧力は高く、θが小さい位置で排出される流体に付与される圧力は低い。

【0108】

主軸４の鉛直方向下方側では、水位が低下すると、吐出角度θが小さい位置で水と羽根車３とが接触するので、羽根車３が水に付与する圧力が小さくなる。特に、吸込カバー７の開口部８から空気が流入し、水と空気との混合流体を排出しようとするときは、水と空気との流入比に応じて運転モードが変化する。

【0109】

水の流入比が大きい場合は、吐出圧力にてケーシング２の吐出側に支持されたフラップゲート９が開いて排水するが、空気の流入比が大きい場合には、吐出圧力が低くなってフラップゲート９を開くことができず、ケーシング２内で水と空気とが攪拌される。

【0110】

ここで、水位が、主軸４の鉛直方向下方側で、羽根車３の所定の吐出角度θの位置にあるときには、定格回転数にて、かつ、フラップゲート９を閉塞した状態で、ケーシング２内に水中電動機６が没水する水位まで水を滞留させた状態を維持させることができる。そして、このような所定の吐出角度θとなるときの水位は、羽根車３下端から羽根車直径比の１０〜２５％上方であり、望ましくは１０〜２０％上方である。

【0111】

なお、水位が上昇して羽根車３の吐出角度θより大きい位置で接触すると、フラップゲート９が開いて水が排出される。一方、水位が下降して羽根車３の吐出角度θより小さい位置で接触すると、水中電動機６が没水する高さまでケーシング２内の水を維持することができない。

【0112】

図４１は、本実施形態における吸込カバー７の形状を示す三面図である。吸込カバー７は、上壁１０と、上壁１０の両側端からそれぞれ下方に延設される２つの側壁１１と、ケーシング２に接続するフランジ１２とを有する。上壁１０は、吸込側（側面図の左方向）に向かって下方に傾斜している。側壁１１の下端は、上壁１０の前縁１３の両端から横軸水中ポンプ１のケーシング２下方近傍までそれぞれ傾斜している。前縁１３は、羽根車３下端近傍の水位まで位置している。より具体的には、羽根車下端から羽根車直径比の１０〜２５％上方に位置していることが望ましい。

【0113】

吸込カバー７の開口部８は、吸込側の方が他の側よりも高くなるように傾いた状態で設けられている、本実施形態における第１吸込開口である。水位が低下してくると開口部８の最上位に位置する前縁１３下方から徐々に吸込カバー７内に空気が流入する。前縁１３が羽根車３下端近傍の高さに位置しているので、低水位時まで全量排水モードでの運転が可能であり、アイドリングモードでの運転時には、騒音を抑制し、ケーシング２内からの水飛散を抑止し得る。

【0114】

なお、前縁１３の位置を、羽根車３下端近傍の水位まで、具体的には、羽根車３下端から羽根車直径比の１０〜２５％上方とすることは、上記のように、本実施形態に限らず、上記の各実施形態で採用される各種の吸込カバー７に適用可能である。ただし、吸込カバー７が図３に示すような前壁１５を有する場合には、ここでいう前縁１３の位置は、前壁１５の下端の位置に相当する。これにより、各実施形態における吸込カバー７の形状特有の効果に加えて、上記と同様、低水位時まで全量排水モードでの運転が可能となるなどの効果も奏する。

【0115】

図４２は、横軸水中ポンプ１の性能曲線を表すグラフであり、横軸に流量を取り、縦軸に揚程及び動力を取っている。通常時の全量排水運転の仕様点流量はＱ１であり、揚程はＨ１となる。また、動力は流量Ｑ１時のＰ１となる。排出側の水位が増加して背圧が高くなると、流量が減少して徐々にＱ１の左側に移行してくる。このとき、横軸水中ポンプ１は、全量排水モードでの運転となる。

【0116】

吸込側の水位が低下して吸込カバー７の開口部８から空気が流入すると、ケーシング２内は気水混合状態となり、揚程曲線及び動力曲線は、グラフ中の波線のように、比例減少した曲線となる。減少比は、空気の流入量に応じて変動し、空気の流入量が多いほど曲線が減少する。

【0117】

更に水位が低下して吐出圧力が低下すると、横軸水中ポンプ１は、フラップゲート９を閉塞した状態での運転、すなわちアイドリングモードでの運転となる。このときの流量はゼロとなり、動力はＰ２となる。一般的に軸流羽根は流量がゼロ付近で動力が上昇するので、できるだけ多くの空気を吸入する低水位時にアイドリングモードに移行するように設定しておくことが望ましい。これにより、横軸水中ポンプ１は、仕様点動力Ｐ１より低動力Ｐ２(Ｐ２＜Ｐ１)にて省エネ運転を行うことができる。

【0118】

空気の流入開始は、吸込カバー７の前縁１３（又は前壁１５の下端）の高さで決定される。前縁１３の位置が高いと、早々に開口部８から空気が流入して気水混合状態となり、揚程が低下して排出側の水位増加に対応できず、低水位時の排出ができない。また、水位低下時のアイドリングモード中にケーシング２内の水が開口部８から吸込側に飛散しやすくなるとともに、ケーシング２内での攪拌に起因する騒音が発生する。そこで、吸込カバー７の前縁１３の位置を所定の高さに設定しておくことで、水位が前縁１３の高さに低下するまで水のみの全量排水モードで運転し、吸込側の水を早急に排出することが可能となる。また、水位低下時には、空気の流入開始に合わせてアイドリングモードとなり、ケーシング２内で水を維持させた状態で運転を継続するので、水中電動機６を冷却することができる。

【0119】

なお、前縁１３の高さが低すぎると、空気の流入開始時には、ケーシング２内の水が不足するので、水中電動機６を冷却することが難しい。そこで、気水混合状態でフラップゲート９が開かない位置以下で空気の流入開始を行い、かつ、水中電動機６を冷却することができるだけの水量をケーシング２内に維持することができる位置以上の高さ位置に吸込カバー７の前縁１３が設定される。具体的には、吸込カバー７の前縁１３の高さ位置は、上記のとおり、羽根車３下端から羽根車直径比の１０〜２５％上方であり、望ましくは１０〜２０％上方である。

【0120】

図４３は、本実施形態における横軸水中ポンプ１の運転モードを説明する図である。本実施形態では、上記の各実施形態とは異なり、横軸水中ポンプ１は、予め設定された吸込側の１つの水位Ｌを基準とした２つの運転モード、全量排水モードＭ１及びアイドリングモードＭ３のみを有する。この場合、水位Ｌは、前縁１３の高さ位置に設定される。

【0121】

図４４は、運転モードが全量排水モードＭ１（吸込側水位＞水位Ｌ）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。この全量排水モードＭ１でも、横軸水中ポンプ１は、図７に示した第１実施形態における全量排水モードＭ１と同様に動作する。

【0122】

図４５は、運転モードがアイドリングモードＭ３（水位Ｌ≧吸込側水位）であるときの本実施形態における横軸水中ポンプ１の動作を説明する図である。このアイドリングモードＭ３でも、横軸水中ポンプ１は、図９に示した第１実施形態におけるアイドリングモードＭ３と同様に動作する。

【0123】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。具体的には、本実施形態では、吸込カバー７の前縁１３等の高さ位置を上記のとおり規定することで、アイドリングモードでの運転時も水中電動機６を冷却することができる。したがって、水中電動機６は、アイドリングモード中も定格回転数での運転を維持し、水中電動機６すなわちポンプのＯＮ／ＯＦＦの繰り返し頻度を低下させることができる。さらに、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１は、上記各実施形態のいずれかと組み合わせることで、気水混合排水モードＭ２を含む３つの運転モードを採用することが可能となる。これにより、本実施形態に係る横軸水中ポンプ１も、上記各実施形態による特有の効果を同時に奏することが可能となる。

【0124】

（他の実施形態）
上記各実施形態では、吸込カバー７の形状に関して複数例示したが、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、以下のような変形も可能である。

【0125】

まず、上壁１０は、上記各実施形態では排出側から吸込側に向かって下方に傾斜しているものとしたが、水平であってもよい。一方、側壁１１の下端（端縁）も、上記各実施形態では前縁又は前壁側から排出側に向かって下方に傾斜しているものとしたが、水平であってもよい。

【0126】

図４６は、上壁１０が水平である吸込カバー７の形状を例示する二面図である。一方、図４７は、側壁１１の下端１１ａが水平である吸込カバー７の形状を例示する二面図である。なお、図４６及び図４７に示す吸込カバー７は、それぞれ、図３に示す吸込カバー７の形状を変形したものと想定している。特に、図４６に示す吸込カバー７のように上壁１０が水平である場合でも、いずれかの位置に第２吸込開口としての吸気部を形成しておくことで、第１〜第５実施形態と同様に運転モードを設定することができる。例えば、図４６に示すように、上壁１０から下方に延設されている前壁１５に、第２吸込開口としての吸気孔１６が形成されている場合には、図３に示した吸込カバー７を用いる場合と同様に適用することができる。

【0127】

また、上壁１０が水平で、かつ、前壁が存在しない場合、上壁１０に第２吸込開口としての吸気部を形成しておくこともあり得る。例えば、上壁１０の高さ位置、すなわち、第２吸込開口が形成されている位置に相当する水位をＨとする。この場合、横軸水中ポンプ１の運転モードとしては、吸込側水位＞水位Ｈのときに全量排水モードＭ１、吸込側水位＝水位Ｈのときに気水混合排出モードＭ２、また、水位Ｈ＞吸込側水位のときにアイドリングモードＭ３と、それぞれ設定し得る。

【0128】

また、側壁１１は、上記各実施形態では上壁１０の両端部から垂設されるものとしたが、下方に延設されるものであれば、吸込カバー７の外側又は内側に向かって傾斜するものであってもよいし、例えば、外側に丸みを帯びた形状であってもよい。また、ここでの上壁１０の両端部は、厳密な端のみを表すのではなく、両端から内側にずれた位置も許容される。

【0129】

また、図２に示した吸込カバー７では、凸部を構成する上壁１０の前縁１３の形状が弓形であるものとしたが、例えば山形であってもよい。また、ここでの凸部は、必ずしも前縁１３の両端から開始される形状に限られるものではなく、前縁１３の一部が凸部を構成してもよい。さらに、凸部の設置数は、複数でもよい。

【0130】

図４８は、前縁１３の一部が凸部４０を構成している吸込カバー７の形状を例示する斜視図である。この例では、凸部４０は、前縁１３の中心部に形成されており、その形状は、弓形である。図４９は、前縁１３の一部が凸部４０を構成している吸込カバー７の他の形状を例示する斜視図である。この例では、凸部４０は、前縁１３の中心部に形成されているが、その形状は、山形である。図５０は、前縁１３の一部が凸部４０を構成している吸込カバー７の他の形状を例示する斜視図である。この例では、凸部４０は、前縁１３に２つ形成されており、その形状は、各々弓形である。また、図５１は、吸込カバー７の他の形状を例示する斜視図である。上記の吸込カバー７の形状以外にも、上壁１０の前縁１３と側壁１１の前縁１１ｂとの縁部の組み合わせを凸部とみなすこともできる。すなわち、この場合の前縁１３の両端部は、前縁１１ｂの下端に相当する。

【0131】

また、図３及び図４に示した吸込カバー７では、前壁１５が上壁１０の前縁１３から下方に向かって延設されるものとしたが、前壁１５は、必ずしも前縁１３から延設されるものでなくてもよい。

【0132】

図５２は、吸込カバー７の他の形状を例示する側断面図である。前壁１５は、前縁１３から下流側にずれた上壁１０の内側から下方に向かって延設されるものとしてもよい。ここで、前壁１５が上壁１０の内側に連接される位置は、前壁１５の存在によって生じ得る吸込抵抗が無視できる位置とすることが望ましい。そこで、吸込カバー７のケーシング２に接続される側の端部から前壁１５までの間隔をＸとし、羽根車３の直径をＤとすると、間隔Ｘは、Ｄ〜１．５Ｄ以上とすることが望ましい。なお、図５２に示す吸込カバー７は、図３及び図４に示した吸込カバー７において、上壁１０及び側壁１１が、共に前壁１５の位置から前側に突出するよう変形させたものと見なすこともできる。この場合、上壁１０及び側壁１１の突出量は、上記各実施形態で説明した効果を奏する限り、特に限定されるものではない。

【0133】

また、図４に示した吸込カバー７では、第２吸込開口である吸気部１４が複数の切り欠きで構成され、全体的に見ると鋸状又は波状であるものとしたが、例えば単一の切り欠きだけで構成される場合もあり得る。ただし、吸気時の騒音を抑える観点から、切り欠きは複数存在する方が有利である。また、１つの切り欠きの形状も、弓形、山形又は凸形等、様々な形状が適用され得る。

【0134】

また、図４に示した吸込カバー７では、複数の切り欠きで構成される吸気部１４が前壁１５に形成される場合を例示したが、上壁１０に形成されるものとしてもよく、更には、側壁１１の下端（端縁）に形成されるものとしてもよい。

【0135】

図５３は、吸気部１４としての複数の切り欠き４１が上壁１０に設けられた吸込カバー７の形状を示す斜視図である。一方、図５４は、吸気部１４としての複数の切り欠き４１が側壁１１の下端に設けられた吸込カバー７の形状を示す斜視図である。

【0136】

また、図３及び図４に示した吸込カバー７では、前壁１５が上壁１０の前縁１３から垂設されるものとしたが、下方に向かって延設されるならば、必ずしも垂設されなくてもよい。前壁１５は、例えば、吸込カバー７の内側に向かって傾斜するように延設されてもよいし、さらに上壁１０と曲面を介して接続されるものであってもよい。

【0137】

図５５は、前壁１５が、吸込カバー７の内側に向かって傾斜し、かつ、上壁１０と曲面を介して接続されている吸込カバー７の形状を示す斜視図である。なお、図５５に示す吸込カバー７は、図４に示す吸込カバー７の形状を変形したものと想定している。前壁１５を吸込カバー７の内側に向かって傾斜させることで、切り欠きを有する前壁１５が上壁１０の前縁１３から垂設されている場合よりも、吸込カバー７の内部空間に対する開口部８の開口量が狭くなるので、騒音を外部に漏らしづらくなる。したがって、特に運転モードがアイドリングモードのときには、より騒音を抑制することができる。一方、吸込カバー７の先端に丸みを持たせることで、上流側から流れてくるゴミが、吸込カバー７の先端部に付着しづらくなる。

【0138】

なお、上記説明した各種の吸込カバー７の形状は、必ずしも個別に採用される必要はなく、各特徴を組み合わせた形状とすることも可能である。例えば、吸込カバー７は、図５３及び図５４に例示された２つの種類の吸気部１４を双方有するものとしてもよい。

【0139】

次に、横軸水中ポンプ１の全体構成に関して、上記各実施形態では、ポンプ本体が水面に対して平行に、すなわち水平に設置されるものとした。なお、ここでいうポンプ本体とは、ケーシング２、より具体的には、ケーシング２内に配置されている主軸４と同義である。しかし、本発明は、このようなポンプ本体が水平に設置されるポンプに限られず、ポンプ本体が吸込側下方に向かって傾斜して設置されるポンプにも適用可能である。

【0140】

また、上記各実施形態では、ケーシング２と吸込カバー７とが別体であるものとした。これは、吸込カバー７が破損したり、目的に合わせて吸込カバー７を別形状のものに変更したりする場合に、容易に別の吸込カバー７に交換することができる点で有利である。しかし、これは必須の構成ではなく、ケーシング２と吸込カバー７とが一体であってもよい。

【0141】

また、上記各実施形態では、羽根車３は、図１に示すように、ケーシング２内に収容されるよう支持されているが、主軸４を吸込カバー７に向けて延伸させることで、羽根車３が吸込カバー７内に延出している場合もあり得る。

【0142】

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

【0143】

特願２０１５−０９３９８３号（出願日：２０１５年５月１日）、特願２０１５−０９３９８４号（出願日：２０１５年５月１日）、特願２０１５−０９３９８５号（出願日：２０１５年５月１日）、特願２０１５−０９３９８６号（出願日：２０１５年５月１日）、特願２０１５−０９３９８７号（出願日：２０１５年５月１日）、特願２０１５−１４６２６０号（出願日：２０１５年７月２４日）の全内容は、ここに援用される。

【符号の説明】

【0144】

１ 横軸水中ポンプ
２ ケーシング
３ 羽根車
７ 吸込カバー
８ 開口部
１４ 吸気部

【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14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34A】

【図34B】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40A】

【図40B】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】