特許 6703844 横軸ポンプ

(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】6703844

(24)【登録日】2020年5月13日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】横軸ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 15/00 20060101AFI20200525BHJP

   F04D 11/00 20060101ALI20200525BHJP

   F04D 29/046 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   F04D15/00 L

   F04D11/00 101

   F04D29/046 A

   F04D15/00 H

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-19113(P2016-19113)

(22)【出願日】2016年2月3日

(65)【公開番号】特開2017-137811(P2017-137811A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2018年9月6日

(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】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100084146

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 宏

(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】杉村 征哉

(72)【発明者】

【氏名】竹▲崎▼ 友哉

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０６１２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８５１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−００９８０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０４−２９３４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１１１７１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−０９７００１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０６−０３０４９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１３２１７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １５／００

Ｆ０４Ｄ １１／００

Ｆ０４Ｄ ２９／０４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

据付床を貫通して吸込水槽内に配管されている吸込管と、前記据付床上に配置されており一端側が前記吸込管に接続されている吸込エルボと、前記据付床上に配置されており一端側が前記吸込エルボに接続されているインペラケーシングと、前記据付床上に配管されており前記インペラケーシングの他端側に接続されている吐出管とを有するポンプケーシングと、
前記インペラケーシングの軸線に沿って配置されている回転軸と、
前記インペラケーシング内に位置するように前記回転軸に連結されているインペラと、
前記インペラの空転を検出するための第１の空転検出手段として前記吐出管に配置されており、前記インペラが空転する第１水位以下に前記吐出管内の水位が低下したことを検出する水位センサと、
前記インペラの空転を検出するための第２の空転検出手段として前記ポンプケーシングに配置されており、前記第１水位よりも低く、前記ポンプケーシング内の液体が前記吸込水槽に向けて逆流する第２水位以下の部分における前記液体の流れの向きを検出する流向センサと、
前記水位センサの検出結果及び前記流向センサの検出結果のうちの一方でも前記インペラの空転を示す場合、前記回転軸を介して前記インペラを回転させる駆動手段の回転速度を低減させる制御手段と
を備え、
前記流向センサは、前記吐出管に両端が接続された枝管に介設され、前記逆流を検出した場合に落水信号を出力するもので、
前記制御手段は、前記落水信号が入力された場合、前記インペラが空転していると判断する、横軸ポンプ。

【請求項2】

前記吐出管は、前記インペラによって液体を送水できない水位以下の部分に分岐接続されている分岐管を有し、この分岐管に前記水位センサとして電極式レベルセンサが配置されている、請求項１に記載の横軸ポンプ。

【請求項3】

前記分岐管には、この分岐管内の水位を目視可能なレベル表示部が設けられている、請求項２に記載の横軸ポンプ。

【請求項4】

前記分岐管には、前記水位センサの上流側にストレーナが配置されている、請求項２又は請求項３に記載の横軸ポンプ。

【請求項5】

前記水位センサは、前記ポンプケーシング内が液体で満たされているか否かを検出する満水検出手段の機能を兼ね備えている、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。

【請求項6】

前記枝管は、前記吐出管において、前記第１水位以上の部分に接続された一端と、前記第２水位以下の部分に接続された他端とを有し、
前記流向センサは、前記枝管内において下向きの水流を検出した場合に前記落水信号を出力する、請求項１から５のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。

【請求項7】

前記インペラケーシング内に配置されている前記回転軸の水中軸受には、第３の空転検出手段として、前記水中軸受の温度を検出する温度センサが配置されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、横軸ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、送水する液体の落水を検出できるようにした横軸ポンプが記載されている。ここで、落水とは、ポンプケーシングの吸込口等から空気を吸い込み、インペラケーシング内の水位が低下することで、インペラによって液体を下流側へ送水不可能な状態（空転状態）になり、しかもポンプケーシング内の液体が吸込水槽へ逆流する状態をいう。特許文献１では、静電容量式の水位センサ（落水検知器）によるポンプケーシング内の水位の検出と、ポンプの駆動手段である電動機の電流値又は内燃機関（エンジン）の排気温度の検出によって、ポンプケーシング内の落水を判断している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５０４７７４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、落水状態を検出することでポンプを制御する方法では、ポンプの損傷を確実に防ぐことはできない。また、静電容量式の水位センサは、排水する液体に含まれるゴミ等の影響によって誤動作する可能性が高い。さらに、電動機の電流値又はエンジンの排気温度から落水を検出する方法は、ポンプケーシング内を間接的に検知する構成であるため、検出に関する確実性に欠けている。

【0005】

本発明は、液体の送水量が低減することに伴う横軸ポンプの損傷を抑制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、据付床を貫通して吸込水槽内に配管されている吸込管と、前記据付床上に配置されており一端側が前記吸込管に接続されている吸込エルボと、前記据付床上に配置されており一端側が前記吸込エルボに接続されているインペラケーシングと、前記据付床上に配管されており前記インペラケーシングの他端側に接続されている吐出管とを有するポンプケーシングと、前記インペラケーシングの軸線に沿って配置されている回転軸と、前記インペラケーシング内に位置するように前記回転軸に連結されているインペラと、前記インペラの空転を検出するための第１の空転検出手段として前記吐出管に配置されており、前記インペラが空転する第１水位以下に前記吐出管内の水位が低下したことを検出する水位センサと、前記インペラの空転を検出するための第２の空転検出手段として前記ポンプケーシングに配置されており、前記第１水位よりも低く、前記ポンプケーシング内の液体が前記吸込水槽に向けて逆流する第２水位以下の部分における前記液体の流れの向きを検出する流向センサと、前記水位センサの検出結果及び前記流向センサの検出結果のうちの一方でも前記インペラの空転を示す場合、前記回転軸を介して前記インペラを回転させる駆動手段の回転速度を低減させる制御手段とを備え、前記流向センサは、前記吐出管に両端が接続された枝管に介設され、前記逆流を検出した場合に落水信号を出力するもので、前記制御手段は、前記落水信号が入力された場合、前記インペラが空転していると判断する、横軸ポンプを提供する。ここで、インペラの空転とは、液体がポンプケーシングを吸込水槽へ逆流する落水状態だけでなく、インペラの回転により設定されている液体量を下流側に送水できない状態を意味する。また、駆動手段の回転速度を低減させるとは、通常運転時の回転速度より低速回転の状態は勿論、駆動手段を停止した状態を含む。

【0007】

この横軸ポンプによれば、吸込管の吸込口等から空気が吸い込まれることで、ポンプケーシング内の水位が低下すると、インペラケーシングの上側領域の部分でインペラが空転し、液体送水量が減少する。この状態を第１の空転検出手段である水位センサが検出すると、制御手段が駆動手段の回転速度を低減するため、横軸ポンプ（インペラ又は水中軸受）の損傷を抑制できる。また、第１の空転検出手段である水位センサが何らかの要因で動作しなかった場合でも、第２の空転検出手段である流向センサによってポンプケーシング内の逆流を検出することで、インペラの空転（落水）状態を判断できる。よって、横軸ポンプの保護に関する信頼性を高めることができる。

【0008】

前記吐出管は、前記インペラによって液体を送水できない水位以下の部分に分岐接続されている分岐管を有し、この分岐管に前記水位センサとして電極式レベルセンサが配置されている。この態様によれば、分岐管に水位センサが配置されているため、ポンプによって排出する液体中に含まれるゴミ等が水位センサの検出精度に影響を及ぼすことを抑制でき、インペラの空転を高精度に検出できる。

【0009】

前記分岐管には、この分岐管内の水位を目視可能なレベル表示部が設けられている。この態様によれば、何らかの要因で水位センサに誤動作や検知不良が生じても、レベル表示部で水位を確認することで、インペラが空転する状態であるか否かを判断できる。

【0010】

前記分岐管には、前記水位センサの上流側にストレーナが配置されている。この態様によれば、液体に含まれたゴミ等によって水位センサによる誤動作及び検出不良を確実に防止できる。また、水位センサにゴミが付着しないため、水位センサの分解清掃も必要ない。また、ストレーナに付着したゴミは、分岐管に水を外部から逆方向に注水することで、ストレーナから簡単に除去できる。

【0011】

前記水位センサは、前記ポンプケーシング内が液体で満たされているか否かを検出する満水検出手段の機能を兼ね備えている。この態様によれば、インペラが空転しない状態で横軸ポンプの動作を開始することができる。また、インペラの空転を検出する水位センサがポンプケーシング内の満水を検出する機能を兼ね備えるため、横軸ポンプを制御するための部品点数の増加を抑制できる。

【0012】

前記枝管は、前記吐出管において、前記第１水位以上の部分に接続された一端と、前記第２水位以下の部分に接続された他端とを有し、前記流向センサは、前記枝管内において下向きの水流を検出した場合に前記落水信号を出力する。

【0013】

また、前記インペラケーシング内に配置されている前記回転軸の水中軸受には、第３の空転検出手段として、前記水中軸受の温度を検出する温度センサが配置されている。この態様によれば、第１の空転検出手段である水位センサが何らかの要因で動作しなかった場合でも、第３の空転検出手段である温度センサによって水中軸受の昇温を検出することで、インペラの空転状態を確実に判断できる。よって、横軸ポンプの保護に関する信頼性を高めることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明では、第１の空転検出手段である水位センサによってインペラが空転する水位を検出すると、制御手段が駆動手段の回転速度を低減させるため、横軸ポンプの損傷を抑制できる。また、分岐管に水位センサを配置することで、排出する液体中に含まれるゴミ等が水位センサの検出精度に影響を及ぼすことを抑制でき、インペラの空転を高精度に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の横軸ポンプ設備を示す概略図。

【図2】インペラケーシング部分の断面図。

【図3】吐出管部分の断面図。

【図4】第２実施形態の横軸ポンプの吐出管部分の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0017】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る横軸ポンプ１０を示す。この横軸ポンプ１０は、雨水（液体）等を一時的に貯留する吸込水槽４を備える排水機場に配置されている。横軸ポンプ１０は、送水用のインペラ３２を動作させることで、吸込水槽４内の液体を下流側へ排水（送水）する。本実施形態では、インペラ３２が空気に露出した状態で運転されることを防止するポンプ保護装置を設けることで、横軸ポンプ１０の損傷を抑制する。

【0018】

横軸ポンプ１０は、概ね倒Ｌ形状のポンプケーシング１２を備えている。このポンプケーシング１２は、据付床１の下部に形成されている吸込水槽４内に配置された吸込管１３と、据付床１の上部に形成されているポンプ室３内に配置された吐出エルボ１６、インペラケーシング１５、及び吐出管１７とを備えている。

【0019】

吸込管１３は円筒状の直管であり、据付床１に形成されている挿通穴２を貫通し、概ね鉛直方向に延びるように吸込水槽４内に配管されている。この吸込管１３の下端の吸込口１４は、吸込水槽４の底壁５に対して所定の間隔をあけて位置している。インペラケーシング１５は、径方向外向きに膨出した概ね楕円球状の筒体であり、据付床１上に配置されている。このインペラケーシング１５には、一端（上流）側に吸込エルボ１６が接続されており、この吸込エルボ１６の一端側が吸込管１３に接続されている。吸込エルボ１６は、吸込管１３による液体の鉛直方向の流れを水平方向に変える曲り管である。吐出管１７は、インペラケーシング１５の他端（下流）側に接続されている直管であり、据付床１上に配置されている。吐出管１７には吐出弁１８が接続され、この吐出弁１８に下流側に配管されている送水管１９が接続されている。なお、吐出弁１８は、ポンプケーシング１２内と送水管１９内とを連通させた開状態、及びポンプケーシング１２内と吐出管１７内との連通を遮断した閉状態に切り換える開閉弁である。

【0020】

図２を併せて参照すると、ポンプケーシング１２には、インペラケーシング１５の軸線に沿って延びるように回転軸２２が回転可能に配置されている。この回転軸２２は、一端側がポンプケーシング１２外に位置し、他端側がインペラケーシング１５内に位置するように、吸込エルボ１６に形成されている貫通部２４を通して配置されている。回転軸２２の外端２２ａ側には、電動機又は内燃機関等の駆動装置（駆動手段）２５が連結されている。また、回転軸２２の内端２２ｂ側は、インペラケーシング１５内に配置されている水中軸受２７に軸支されている。この水中軸受２７は概ね円錐筒状をなす軸受ケーシング２８内に配置され、この軸受ケーシング２８が放射状に突出するガイドベーン２９を介してインペラケーシング１５内に配置されている。

【0021】

回転軸２２の内端２２ｂ側には、インペラケーシング１５内に位置するように、インペラ３２が相対的に回転不可能に連結されている。このインペラ３２は、ポンプケーシング１２の吸込口１４より上方に位置している。インペラ３２を回転させた送水処理は、ポンプケーシング１２内が液体で満たされた状態で開始される。

【0022】

図１に示すように、ポンプケーシング１２内に液体を充満させるために、ポンプケーシング１２（インペラケーシング１５）の上端部分には吸引孔３４が設けられ、この吸引孔３４に吸引管３５を介して真空ポンプ３６が接続されている。また、吸引管３５の真空ポンプ３６と吸引孔３４との間には、ポンプケーシング１２内が液体で満たされているか否かを検出する満水検知器３７が配置されている。満水検知器３７としては、例えば、一対の電極を有する電極式の水位センサ、又はフロート式の水位センサを用いることができる。

【0023】

吐出弁１８、駆動装置２５、真空ポンプ３６、及び満水検知器３７は、制御装置（制御手段）４０に接続されている。この制御装置４０は、吸込水槽４内に配置されている図示しない水位センサを介して、吸込水槽４内に排水水位まで液体が溜まったことを検出すると、吐出弁１８を閉状態とした後、真空ポンプ３６を動作させる。すると、ポンプケーシング１２内の空気がポンプケーシング１２外に排出され、吸込口１４から吸込水槽４内の液体が吸い込まれる。そして、ポンプケーシング１２内に液体が充満され、吸引管３５内に液体が流入したことを満水検知器３７が検出すると、駆動装置２５の駆動を開始するとともに、吐出弁１８を開状態にする。これにより、駆動装置２５の駆動により回転軸２２を介してインペラ３２が回転することで、吸込水槽４内の液体がポンプケーシング１２内に吸い込まれ、ポンプケーシング１２内の液体が送水管１９を介して下流側に送水される。

【0024】

例えば吸込水槽４内の液体が少なくなり、水位が吸込口１４近傍まで低下すると、吸込口１４から吸込水槽４内の空気が吸い込まれ、ポンプケーシング１２内の水位が低下する。また、吸込管１３、吐出エルボ１６、インペラケーシング１５、及び吐出弁１８を接続する各フランジ部、そして、吐出エルボ１６の貫通部２４等から空気が吸い込まれると、ポンプケーシング１２内の水位が低下する。さらに、横軸ポンプ１０の起動前に吐出弁１８の下流側の送水管１９に空気が入り込んでいる場合、ポンプ起動後に送水管１９内の空気が逆流することで、ポンプケーシング１２内の水位が低下する。

【0025】

そして、インペラ３２による液体の送水量は、インペラ３２の露出領域が増加することに従って減少する。インペラ３２が一定量（例えば３０％）以上、空気に露出する水位Ｌ１になると、インペラ３２による液体の送水が不可能になる（空転状態）。また、ポンプケーシング１２内が水位Ｌ１より低い水位Ｌ２まで低下すると、インペラ３２を回転させていても、ポンプケーシング１２内の液体は吸込水槽４側へ逆流する（落水状態）。

【0026】

（ポンプ保護装置の詳細）
横軸ポンプ１０には、インペラ３２の空転を検出する３種の空転検出手段４２，５２，５５が配置されている。本実施形態では、第１の空転検出手段として水位センサ４２が配置され、第２の空転検出手段として流向センサ５２が配置され、第３の空転検出手段として温度センサ５５が配置されている。制御装置４０は、いずれかの空転検出手段４２，５２，５５を介してインペラ３２の空転を検出すると、駆動装置２５の回転速度を低減させる。なお、駆動装置２５の回転速度を低減させるとは、通常運転時の回転速度より低速で、インペラ３２又は水中軸受２７が損傷しない回転速度にすることを意味し、駆動装置２５を停止した状態を含む。そして、本実施形態では、インペラ３２の空転を検出すると、駆動装置２５を停止するように設定している。

【0027】

図１及び図３に示すように、水位センサ４２は、分岐管４５を介して吐出管１７に配置されている。この分岐管４５は、吐出管１７に分岐接続されている流入管部４６と、水位センサ４２を配置するための鉛直管部４７とを備えている。流入管部４６は、水位Ｌ１以下の部分である吐出管１７の下端近傍に接続されている。この流入管部４６は、吐出管１７の軸線に対して直交する方向に突出し、据付床１に沿って水平に延びるように配管されている。鉛直管部４７は、流入管部４６の外端に連続し、鉛直方向上向きに延びるように配管されている。この分岐管４５には、分岐管４５内の圧力と吐出管１７内の圧力を平衡させるための連通管４８が接続されている。この連通管４８は、一端が鉛直管部４７の上部に接続され、他端が吐出管１７の上端に接続されている。これにより、吐出管１７内から流入した分岐管４５内の液体の水位は、吐出管１７内の水位と同一になる。

【0028】

水位センサ４２は、分岐管４５内の水位を検出することで、吐出管１７内の水位を検出する。この水位センサ４２は、一対の棒状電極４３Ａ，４３Ｂを備える電極式レベルセンサが用いられている。第１電極４３Ａは、鉛直管部４７の上端から下向きに突出されており、下端が流入管部４６の近傍に配置されている。第２電極４３Ｂは、鉛直管部４７の上端から下向きに突出されており、下端が水位Ｌ１と概ね同一高さに配置されている。吐出管１７内の水位が設定水位Ｌ１以上の場合、一対の電極４３Ａ，４３Ｂは液体を媒体として短絡する。水位センサ４２は、電極４３Ａ，４３Ｂが短絡している場合に短絡信号を出力し、電極４３Ａ，４３Ｂが短絡していない場合には信号を出力しない。制御装置４０は、水位センサ４２から短絡信号が入力されることで吐出管１７内の水位が設定水位Ｌ１以上であると判断でき、短絡信号の入力が途絶えることで吐出管１７内の水位が設定水位Ｌ１未満になったと判断できる。

【0029】

分岐管４５には、吐出管１７内の実際の水位を作業者が確認できるようにするために、分岐管４５内の水位を目視可能なレベル表示部４９が設けられている。このレベル表示部４９は、少なくとも一部が透明な直管からなり、下端が鉛直管部４７の下部に接続され、上端が鉛直管部４７の上部に接続されている。また、液体に含まれたゴミ等によって水位センサ４２が誤動作したり検出不良が生じたりすることを防止するために、分岐管４５には、水位センサ４２の上流側に位置する流入管部４６にストレーナ５０が配置されている。流入管部４６には、ストレーナ５０の上流側に排水管部４６ａが設けられている。この排水管部４６ａには、図示しない止水弁が配置されている。

【0030】

流向センサ５２は、枝管５３を介して吐出管１７に配置されている。この枝管５３は、概ね鉛直方向に延びるように吐出管１７に配管されている。更に詳しく説明すると、枝管５３の一端は、水位Ｌ２以下の部分である吐出管１７の下端近傍に接続され、枝管５３の他端は、水位Ｌ１以上の部分である吐出管１７の上部に他端が接続されている。吐出管１７内が通常の送水状態の場合には、枝管５３内には水流が生じない。ポンプケーシング１２内の水位が低下し、サイフォンを維持できない状態になると、落水により枝管５３内では下向きの急激な流れが生じる。

【0031】

流向センサ５２は、枝管５３の中央に配置されており、磁界中に水流が生じたときに、流速に比例した電圧で流向に応じた極性の電圧を発生させる電磁式流向計が用いられている。この流向センサ５２は、枝管５３内の上向きの水流を検出した場合に揚水信号を出力し、枝管５３内の下向きの水流を検出した場合に落水信号を出力し、いずれの水流も検出しない場合には信号を出力しない。制御装置４０は、流向センサ５２から落水信号が入力されるか否により、吐出管１７内の水位が設定水位Ｌ２未満に低下したか否かを判断できる。

【0032】

図２を併せて参照すると、温度センサ５５は、インペラケーシング１５を貫通して水中軸受２７に検出部５５ａが配置されている。インペラケーシング１５には、吐出管１７中の水流と隔離するための配線部５６が設けられている。温度センサ５５は、検出温度（検出値）に相当する温度信号を出力するサーミスタが用いられている。吐出管１７内が水位Ｌ１以上の通常運転時には、水中軸受２７は、液体中に浸漬されて冷却されるため、昇温が抑えられる。一方、吐出管１７内が水位Ｌ２以下の空転状態になると、水中軸受２７は、空気中に露出されることで冷却されないため、回転軸２２の回転（摩擦）により通常運転時よりも温度が上昇する。

【0033】

制御装置４０には、通常運転時より高い温度の閾値が設定（記憶）されている。この制御装置４０は、温度センサ５５から入力された検出値と閾値とを比較し、検出値が閾値より高いか否かにより、水中軸受２７が空気に露出していか否かを判断できる。なお、制御装置４０は、設定時間又は設定回数継続して検出値が閾値より高くなっている場合に、水中軸受２７が空気に露出していると判断することが好ましい。

【0034】

制御装置４０は、送水処理中にポンプケーシング１２内に空気が入り込むことで、ポンプケーシング１２内の液体水位が次第に低下していくと、その水位低下を水位センサ４２、流向センサ５２、温度センサ５５の順番で判断できる。

【0035】

即ち、ポンプケーシング１２内が満水の状態から設定水位Ｌ１未満まで低下すると、水位センサ４２の電極４３Ａ，４３Ｂが短絡状態から絶縁状態になる。水位センサ４２から入力される短絡信号が途絶えることで、制御装置４０は、吐出管１７内の水位が設定水位Ｌ１未満に低下し、インペラ３２が空転していると判断できる。水位センサ４２からの入力によってインペラ３２の空転を判断すると、制御装置４０は、駆動装置２５の駆動を停止させることで、横軸ポンプ１０の送水処理を停止する。

【0036】

何らかの要因で水位センサ４２が短絡信号の出力を維持したまま、ポンプケーシング１２内の水位が設定水位Ｌ２未満まで低下すると、ポンプケーシング１２内の流向が吐出弁１８側に向けた通常状態から、吸込水槽４側に向けた落水状態になる。流向センサ５２から落水信号が入力されることで、制御装置４０は、吐出管１７内の水位が設定水位Ｌ２未満に低下し、インペラ３２が空転していると判断できる。流向センサ５２からの入力によってインペラ３２の空転を判断すると、制御装置４０は、駆動装置２５の駆動を停止させることで、横軸ポンプ１０の送水処理を停止する。

【0037】

また、ポンプケーシング１２内の水位が設定水位Ｌ２未満まで低下すると、水中軸受２７の温度は通常運転時より昇温した状態になる。よって、ポンプケーシング１２内が設定水位Ｌ２未満の状態で、何らかの要因で水位センサ４２が短絡信号の出力を維持するとともに、流向センサ５２が落水信号の出力を維持している場合、制御装置４０は、温度センサ５５からの温度信号により、インペラ３２が空転していると判断できる。温度センサ５５からの入力によってインペラ３２の空転を判断すると、制御装置４０は、駆動装置２５の駆動を停止させることで、横軸ポンプ１０の送水処理を停止する。

【0038】

以上のように、本実施形態の横軸ポンプ１０では、いずれかの空転検出手段４２，５２，５５によってインペラ３２が空転する状態を検出すると、制御装置４０によって駆動装置２５の回転を停止するため、インペラ３２又は水中軸受２７の損傷を抑制できる。また、第１の空転検出手段である水位センサ４２として電極式レベルセンサを配置しているため、インペラ３２の空転状態を確実に検出できる。また、第２の空転検出手段として流向センサ５２を配置しているため、水位センサ４２が何らかの要因で動作しなかった場合でも、流向センサ５２によってインペラ３２の空転（落水）状態を検出できる。また、第３の空転検出手段として水中軸受２７の温度を検出する温度センサ５５を配置しているため、水位センサ４２及び流向センサ５２が何らかの要因で動作しなかった場合でも、温度センサ５５によってインペラ３２の空転（落水）状態を検出できる。よって、インペラ３２の空転を高精度に検出できるため、横軸ポンプ１０の保護に関する信頼性を高めることができる。

【0039】

また、水位センサ４２は吐出管１７から分岐した分岐管４５に配置され、流向センサ５２は吐出管１７から分岐した枝管５３に配置されているため、排出する液体中に含まれるゴミ等が検出精度に影響を及ぼすことを抑制できる。また、分岐管４５にはレベル表示部４９が設けられているため、何らかの要因で水位センサ４２に誤動作や検知不良が生じても、レベル表示部４９で実際の水位を確認することで、インペラ３２が空転する状態であるか否かを判断できる。

【0040】

また、水位センサ４２の上流側にはストレーナ５０が配置されているため、液体に含まれたゴミ等によって水位センサによる誤動作及び検出不良を確実に防止できる。また、水位センサ４２にはゴミが付着しないため、水位センサ４２の分解清掃も必要ない。なお、ストレーナ５０に付着したゴミは、分岐管４５から水位センサ４２を取り外し、分岐管４５に水を外部から逆方向に注水し、排水管部４６ａから排出することで、ストレーナ５０から簡単に除去できる。

【0041】

（第２実施形態）
図４は第２実施形態の横軸ポンプ１０を示す。この第２実施形態では、水位センサ４２に３本の電極４３Ａ〜４３Ｃを配置し、この水位センサ４２が図１に示す満水検知器３７の機能を兼ねるようにした点で、第１実施形態と相違する。詳しくは、第２実施形態の鉛直管部４７の上端は、吐出管１７の上端より高い位置に配置されている。水位センサ４２の第１電極４３Ａは、鉛直管部４７の上端から下向きに突出されており、下端が流入管部４６の近傍に配置されている。第２電極４３Ｂは、鉛直管部４７の上端から下向きに突出されており、下端が水位Ｌ１と概ね同一高さに配置されている。第３電極４３Ｃは、鉛直管部４７の上端から下向きに突出されており、下端がインペラケーシング１５の上端と概ね同一高さに配置されている。

【0042】

第２実施形態の制御装置４０は、吸込水槽４内に排水水位まで液体が溜まると、第１実施形態と同様に、吐出弁１８を閉状態とした後、真空ポンプ３６を動作させ、ポンプケーシング１２内に液体を流入させる。そして、水位センサ４２の電極４３Ａ，４３Ｃが短絡すると、ポンプケーシング１２内に液体が充満されと判断し、駆動装置２５の駆動を開始するとともに吐出弁１８を開状態として、送水処理を開始する。また、第１実施形態と同様に、水位センサ４２、流向センサ５２、及び温度センサ５５のいずれかによってインペラ３２の空転を検出すると、駆動装置２５を停止することで排水処理を停止する。

【0043】

このように、第２実施形態の横軸ポンプ１０では、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、インペラ３２の空転を検出する水位センサ４２が、ポンプケーシング１２内が液体で満ちたことを検出する満水検知器３７の機能を兼ね備えるため、部品点数が増加することを抑制できる。

【0044】

また、第２実施形態の分岐管４５は、流入管部４６の中間部分から鉛直管部４７を突設したＴ字管を用いている。流入管部４６において、鉛直管部４７より外方に突出した部分は、ストレーナ５０を清掃するための注入部５８である。この注入部５８には、流入管部４６内と外部とを連通させた開状態、及び流入管部４６内と外部との連通を遮断した閉状態に切り換える止水弁５９が配置されている。

【0045】

この第２実施形態では、ストレーナ５０に付着したゴミを除去する場合、注入部５８に外部注水用の配管を接続し、止水弁５９を開状態として流入管部４６内に水を注水する。これにより、鉛直管部４７から水位センサ４２を取り外すことなく、簡単にストレーナ５０に付着したゴミを除去することができる。

【0046】

なお、本発明の横軸ポンプ１０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。

【0047】

例えば、第１の空転検出手段である水位センサ４２は、吐出管１７内の水位を直接検出できるように、吐出管１７に直接配置してもよい。また、水位センサ４２は、電極式レベルセンサに限られず、フロート式の水位計を用いてもよい。また、水位センサ４２に加え、流向センサ５２と温度センサ５５とを配置したが、水位センサ４２と流向センサ５２だけを配置してもよいし、水位センサ４２と温度センサ５５だけを配置してもよい。

【0048】

第２の空転検出手段である流向センサ５２は、吐出管１７に対して水平方向に延びるように配管した枝管５３に配置してもよい。この場合、枝管５３は、水位Ｌ２以下の部分である吐出管１７の下端近傍に配管されている。このようにした枝管５３内には、吐出管１７内の液体の流れと同一方向の水流が生じる。よって、流向センサ５２は、送水管１９側に向けた水流が生じる通常の送水状態では通常信号を出力し、吸込水槽４側に向けた水流が生じる落水状態では落水信号を出力する。制御装置４０は、流向センサ５２から通常信号及び落水信号のいずれが入力されるかにより、インペラ３２が空転しているか否かを判断できる。

【0049】

また、流向センサ５２は、吐出管１７に配置する構成に限られず、吸込管１３、吸込エルボ１６、及びインペラケーシング１５のいずれに配置してもよく、ポンプケーシング１２に配置する構成であればよい。流向センサ５２は、電磁式流向計に限られず、ポンプケーシング１２内を流れる液体の向きを検出できるものであれば、いずれでも適用可能である。また、温度センサ５５も、水中軸受２７の温度を検出できるものであれば、いずれでも適用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１…据付床
２…挿通穴
３…ポンプ室
４…吸込水槽
５…底壁
１０…横軸ポンプ
１２…ポンプケーシング
１３…吸込管
１４…吸込口
１５…インペラケーシング
１６…吸込エルボ
１７…吐出管
１８…吐出弁
１９…送水管
２２…回転軸
２２ａ…外端
２２ｂ…内端
２４…貫通部
２５…駆動装置（駆動手段）
２７…水中軸受
２８…軸受ケーシング
２９…ガイドベーン
３２…インペラ
３４…吸引孔
３５…吸引管
３６…真空ポンプ
３７…満水検知器
４０…制御装置（制御手段）
４２…水位センサ（第１の空転検出手段）
４３Ａ〜４３Ｃ…電極
４５…分岐管
４６…流入管部
４６ａ…排水管部
４７…鉛直管部
４８…連通管
４９…レベル表示部
５０…ストレーナ
５２…流向センサ（第２の空転検出手段）
５３…枝管
５５…温度センサ（第３の空転検出手段）
５５ａ…検出部
５６…配線部
５８…注入部
５９…止水弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】