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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022181398
(43)【公開日】2022-12-08
(54)【発明の名称】空気管付き水中ポンプとその設備
(51)【国際特許分類】
F04D 13/08 20060101AFI20221201BHJP
F04D 29/60 20060101ALI20221201BHJP
F04D 29/66 20060101ALI20221201BHJP
【ＦＩ】
F04D13/08 Y
F04D29/60 B
F04D29/66 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021088316
(22)【出願日】2021-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】000168193
【氏名又は名称】株式会社ミゾタ
(74)【代理人】
【識別番号】100093687
【弁理士】
【氏名又は名称】富崎 元成
(74)【代理人】
【識別番号】100168468
【弁理士】
【氏名又は名称】富崎 曜
(72)【発明者】
【氏名】馬場 俊勝
【テーマコード（参考）】
3H130
【Ｆターム（参考）】
3H130AA03
3H130AB12
3H130AB23
3H130AB50
3H130AC07
3H130AC10
3H130BA13J
3H130BA13Z
3H130CA02
3H130DD01Z
3H130DG02X
3H130DG07X
3H130DJ04X
3H130EB04D
(57)【要約】
【課題】吸込口側の水位が全量排水運転可能な最低水位以下でも、定格回転数での運転を維持し、ポンプの起動と停止の繰り返しを抑制することを可能にする。
【解決手段】横軸の水中斜流ポンプ１には、羽根車３２と対向して吐出口６５が配置され、吸引された空気が吸込カバー５に設けられた吐出口６５から供給される。水位下降時、気水混合運転に入る直前のタイミングで吐出口６５から空気を供給させる。水中斜流ポンプ１のケーシング２内の水が瞬時に落水して、羽根車３２が水を吐き出させなくなるため、ポンプ内圧力が下がり、フラップ弁４が自重と外水の圧力により閉じ、羽根車３２が空気中に露出した気中待機運転（電動機３は定格回転数で回転駆動状態を継続）となる。振動が小さく、電動機３への負担が少ない。又、気中待機運転中に水位上昇すれば、吐出口６５からの空気を遮断して、全量排水運転に瞬時に移行する。
【選択図】図１
【解決手段】横軸の水中斜流ポンプ１には、羽根車３２と対向して吐出口６５が配置され、吸引された空気が吸込カバー５に設けられた吐出口６５から供給される。水位下降時、気水混合運転に入る直前のタイミングで吐出口６５から空気を供給させる。水中斜流ポンプ１のケーシング２内の水が瞬時に落水して、羽根車３２が水を吐き出させなくなるため、ポンプ内圧力が下がり、フラップ弁４が自重と外水の圧力により閉じ、羽根車３２が空気中に露出した気中待機運転（電動機３は定格回転数で回転駆動状態を継続）となる。振動が小さく、電動機３への負担が少ない。又、気中待機運転中に水位上昇すれば、吐出口６５からの空気を遮断して、全量排水運転に瞬時に移行する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方に吸込口と他方に排出口を有したケーシングと、
前記ケーシング内に固定され回転駆動するための電動機と、
前記電動機の出力軸の軸心が水平である横方向、又は、前記軸心が水平から所定角度傾斜して配置され前記出力軸に連結されて回転駆動される羽根車と、
前記ケーシングに固定され、流体を吸い込むための開口部が形成された吸込カバーと
からなる水中ポンプにおいて、
前記羽根車の上流側で、かつ前記水中ポンプ内に配置された吐出口から空気を前記水中ポンプ内に吸引するための空気管と、
前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁制御機構と
からなることを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記ケーシング内に固定され回転駆動するための電動機と、
前記電動機の出力軸の軸心が水平である横方向、又は、前記軸心が水平から所定角度傾斜して配置され前記出力軸に連結されて回転駆動される羽根車と、
前記ケーシングに固定され、流体を吸い込むための開口部が形成された吸込カバーと
からなる水中ポンプにおいて、
前記羽根車の上流側で、かつ前記水中ポンプ内に配置された吐出口から空気を前記水中ポンプ内に吸引するための空気管と、
前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁制御機構と
からなることを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項2】
請求項１に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記空気管付き水中ポンプは、前記羽根車で駆動される流体の流路が前記軸心に対して傾斜している水中斜流ポンプ、又は前記流体の流路が前記軸心方向である水中軸流ポンプである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記空気管付き水中ポンプは、前記羽根車で駆動される流体の流路が前記軸心に対して傾斜している水中斜流ポンプ、又は前記流体の流路が前記軸心方向である水中軸流ポンプである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記空気開閉弁制御機構は、前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁と、
前記吸込口側の水位に応じて浮力により上下動するフロートと、
前記フロートの上下動を前記空気開閉弁に伝達して前記空気開閉弁の開閉を制御するレバー機構と
からなることを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記空気開閉弁制御機構は、前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁と、
前記吸込口側の水位に応じて浮力により上下動するフロートと、
前記フロートの上下動を前記空気開閉弁に伝達して前記空気開閉弁の開閉を制御するレバー機構と
からなることを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項4】
請求項１ないし３から選択される１項に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記空気開閉弁制御機構は、前記空気開閉弁を開閉するときの水位のタイミングが、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で異なるものである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記空気開閉弁制御機構は、前記空気開閉弁を開閉するときの水位のタイミングが、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で異なるものである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項5】
請求項３に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記レバー機構は、一端が前記フロートに固定され、他端に開閉する蓋部となる前記空気開閉弁が設けられ、揺動軸を中心に揺動する
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記レバー機構は、一端が前記フロートに固定され、他端に開閉する蓋部となる前記空気開閉弁が設けられ、揺動軸を中心に揺動する
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項6】
請求項４に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記空気開閉弁制御機構は、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で、選択的に異なる２位置で係止する位置を有するフロートふらつき防止機構を有するものである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記空気開閉弁制御機構は、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で、選択的に異なる２位置で係止する位置を有するフロートふらつき防止機構を有するものである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項7】
請求項６に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記フロートふらつき防止機構は、
前記水位の上昇時の位置で係止する第１係止部と、
前記水位の下降時の位置で係止する第２係止部と、
からなる２組の係止部を有するものである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記フロートふらつき防止機構は、
前記水位の上昇時の位置で係止する第１係止部と、
前記水位の下降時の位置で係止する第２係止部と、
からなる２組の係止部を有するものである
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項8】
請求項１ないし７から選択される１項に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記吐出口は、前記吐出口の中心軸が前記軸心と平行に配置されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記吐出口は、前記吐出口の中心軸が前記軸心と平行に配置されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項9】
請求項１ないし８から選択される１項に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記吐出口は、前記羽根車と対向して、配置されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記吐出口は、前記羽根車と対向して、配置されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項10】
請求項１ないし９から選択される１項に記載の空気管付き水中ポンプにおいて、
前記空気管は、前記吸込カバー又は前記ケーシングに接続されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
前記空気管は、前記吸込カバー又は前記ケーシングに接続されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ。
【請求項11】
請求項１ないし１０から選択される１項に記載の空気管付き水中ポンプを用いた水中ポンプ設備であって、
前記空気管付き水中ポンプは、河川又は水路を横断する水門、又は樋門に搭載されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ設備。
前記空気管付き水中ポンプは、河川又は水路を横断する水門、又は樋門に搭載されている
ことを特徴とする空気管付き水中ポンプ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気管付き水中ポンプとその設備に関する。更に詳しくは、例えば、河川等を横断して設けられる水門の扉体に固定して配置されている水中ポンプにおいて、吸込口側の水位が全量排水運転可能な最低水位以下でも、定格回転数の運転を維持し、ポンプの起動と停止の繰り返しを抑制することを可能にした空気管付き水中ポンプとその設備に関する。
【背景技術】
【0002】
水中ポンプでは、吸込口側の水位がある水位以下になると、吸込口から空気がポンプケーシングに吸いまれて気水混合運転となり、排水量が低下して振動や騒音が大きくなる。そのため、吸込口側の水位がある水位以下になると、ポンプの運転を一旦停止させ、その後流入量が増大して吸込口側の水位が上昇したときにポンプを再起動している。このように、吸込口側の水位に応じて頻繁にポンプのオン、オフが繰り返されると、運転管理が煩雑で、ポンプの起動、停止の頻度が煩雑になり、水中電動機及び始動器への負担が大きくなるため好ましくない。
【0003】
特許文献１に記載の立軸ポンプは、上記気水混合運転を避けるために、取水側に水位に応じて上下するフロートを配置し、水位が最低水位レベル以下になると、空気弁を開いて空気を吸い込んで、ベルマウス内の水を落下させ気中運転を行うものである。特許文献２に記載の先行待機運転ポンプは、排水運転から保持運転に切替えられるとき、異常振動や騒音を防ぐために、立軸であるポンプの主軸内に圧縮空気供給通路を設けたものである。この圧縮空気供給通路は、羽根車の入口側から圧縮空気を吐出し、吐出管内の残存水を速やかに給水井に落水させて、ポンプ井の水位に関係なく全速運転が可能な保持運転を短時間にするものである。更に、特許文献３に記載の水中ポンプは、吸込口側の水位の低下時には、吸込カバーに設けた切欠き、又は吸気管から空気を吸わせ、気水混合運転を行って排水量を低下させ、吸込口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、ポンプのオン、オフの繰り返しを抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平２－３０９５号公報
【特許文献2】特開平８－３１２５８０号公報
【特許文献3】ＷＯ２０１６／１７８３８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１に記載のポンプは、ポンプ本体がスラブ等の構造物に固定されている固定型の立軸ポンプであり、そして水平又は水平から所定角度傾斜している横軸、又は斜軸の水中ポンプに適用されるものではない。従って、水門又は樋門の扉体に水中ポンプを搭載して両者を一体化したゲートポンプ（商標登録第２５８５９７３号、一般名称は「ポンプゲート」である）のような可動型の横軸の水中ポンプには適用できない。同様に、特許文献２に記載の先行待機運転ポンプもポンプ本体がスラブ等の構造物に固定されている固定型の立軸ポンプであり、横軸、又は斜軸水中ポンプを想定したものではなく、可動型の水中ポンプであるゲートポンプには適用できない。特許文献３に記載のポンプゲートに適用される水中ポンプは、横軸水中ポンプであり、ある水位以下になると空気を導入するものであるが、気水混合運転中は振動や騒音が大きくなり、排水量も低下する。また、更に水位が低下すると、排水量が失われたまま定格回転数で運転すると、気水混合運転から気中待機運転に移行するが、この気水混合運転は可能な限り短時間、又は事実上ないほうが良い。
本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。
本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。
【0006】
本発明の目的は、フロートで弁を開閉できる機械式の空気開閉弁を用いて、気水混合運転のない、横軸、又は斜軸型の空気管付き水中ポンプとその設備を提供することにある。
本発明の他の目的は、吸込口側の水位が全量排水運転可能な最低水位以下でも、定格回転数での運転を維持し、ポンプの起動と停止の繰り返しを抑制することを可能にした横軸、又は斜軸の空気管付き水中ポンプとその設備を提供することにある。
本発明の他の目的は、吸込口側の水位が全量排水運転可能な最低水位以下でも、定格回転数での運転を維持し、ポンプの起動と停止の繰り返しを抑制することを可能にした横軸、又は斜軸の空気管付き水中ポンプとその設備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、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
即ち、本発明１の空気管付き水中ポンプは、
一方に吸込口と他方に排出口を有したケーシングと、
前記ケーシング内に固定され回転駆動するための電動機と、
前記電動機の出力軸の軸心が水平である横方向、又は、前記軸心が水平から所定角度傾斜して配置され前記出力軸に連結されて回転駆動される羽根車と、
前記ケーシングに固定され、流体を吸い込むための開口部が形成された吸込カバーと
からなる水中ポンプにおいて、
前記羽根車の上流側で、かつ前記水中ポンプ内に配置された吐出口から空気を前記水中ポンプ内に吸引するための空気管と、
前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁制御機構とからなることを特徴とする。
即ち、本発明１の空気管付き水中ポンプは、
一方に吸込口と他方に排出口を有したケーシングと、
前記ケーシング内に固定され回転駆動するための電動機と、
前記電動機の出力軸の軸心が水平である横方向、又は、前記軸心が水平から所定角度傾斜して配置され前記出力軸に連結されて回転駆動される羽根車と、
前記ケーシングに固定され、流体を吸い込むための開口部が形成された吸込カバーと
からなる水中ポンプにおいて、
前記羽根車の上流側で、かつ前記水中ポンプ内に配置された吐出口から空気を前記水中ポンプ内に吸引するための空気管と、
前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁制御機構とからなることを特徴とする。
【0008】
本発明２の空気管付き水中ポンプは、本発明１の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気管付き水中ポンプは、前記羽根車で駆動される流体の流路が前記軸心に対して傾斜している水中斜流ポンプ、又は前記流体の流路が前記軸心方向である水中軸流ポンプであることを特徴とする。
本発明３の空気管付き水中ポンプは、本発明の１又は２の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気開閉弁制御機構は、前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁と、前記吸込口側の水位に応じて浮力により上下動するフロートと、前記フロートの上下動を前記空気開閉弁に伝達して前記空気開閉弁の開閉を制御するレバー機構とからなることを特徴とする。
本発明４の空気管付き水中ポンプは、本発明１ないし３の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気開閉弁制御機構は、前記空気開閉弁を開閉するときの水位のタイミングが、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で異なるものであることを特徴とする。
本発明３の空気管付き水中ポンプは、本発明の１又は２の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気開閉弁制御機構は、前記空気管への空気の供給、又は遮断するための空気開閉弁と、前記吸込口側の水位に応じて浮力により上下動するフロートと、前記フロートの上下動を前記空気開閉弁に伝達して前記空気開閉弁の開閉を制御するレバー機構とからなることを特徴とする。
本発明４の空気管付き水中ポンプは、本発明１ないし３の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気開閉弁制御機構は、前記空気開閉弁を開閉するときの水位のタイミングが、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で異なるものであることを特徴とする。
【0009】
本発明５の空気管付き水中ポンプは、本発明３の空気管付き水中ポンプにおいて、前記レバー機構は、一端が前記フロートに固定され、他端に開閉する蓋部となる前記空気開閉弁が設けられ、揺動軸を中心に揺動することを特徴とする。
本発明６の空気管付き水中ポンプは、本発明４の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気開閉弁制御機構は、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で、選択的に異なる２位置で係止する位置を有するフロートふらつき防止機構を有するものであることを特徴とする。
本発明７の空気管付き水中ポンプは、本発明６の空気管付き水中ポンプにおいて、前記フロートふらつき防止機構は、前記水位の上昇時の位置で係止する第１係止部と、前記水位の下降時の位置で係止する第２係止部と、からなる２組の係止部を有するものであることを特徴とする。
本発明６の空気管付き水中ポンプは、本発明４の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気開閉弁制御機構は、前記水位の上昇時と前記水位の下降時で、選択的に異なる２位置で係止する位置を有するフロートふらつき防止機構を有するものであることを特徴とする。
本発明７の空気管付き水中ポンプは、本発明６の空気管付き水中ポンプにおいて、前記フロートふらつき防止機構は、前記水位の上昇時の位置で係止する第１係止部と、前記水位の下降時の位置で係止する第２係止部と、からなる２組の係止部を有するものであることを特徴とする。
【0010】
本発明８の空気管付き水中ポンプは、本発明１ないし７の空気管付き水中ポンプにおいて、前記吐出口は、前記吐出口の中心軸が前記軸心と平行に配置されていることを特徴とする。
本発明９の空気管付き水中ポンプは、本発明の１ないし８の空気管付き水中ポンプにおいて、前記吐出口は、前記羽根車と対向して、配置されていることを特徴とする。
本発明９の空気管付き水中ポンプは、本発明の１ないし８の空気管付き水中ポンプにおいて、前記吐出口は、前記羽根車と対向して、配置されていることを特徴とする。
【0011】
本発明１０の空気管付き水中ポンプは、本発明の１ないし９の空気管付き水中ポンプにおいて、前記空気管は、前記吸込カバー又は前記ケーシングに接続されていることを特徴とする。
本発明１１の空気管付き水中ポンプ設備は、本発明１ないし１０の空気管付き水中ポンプを用いた水中ポンプ設備であって、前記空気管付き水中ポンプは、河川又は水路を横断する水門、又は樋門に搭載されていることを特徴とする。
本発明１１の空気管付き水中ポンプ設備は、本発明１ないし１０の空気管付き水中ポンプを用いた水中ポンプ設備であって、前記空気管付き水中ポンプは、河川又は水路を横断する水門、又は樋門に搭載されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の空気管付き水中ポンプとその設備は、フロートで空気弁を開閉できる機械式のフロート式自動空気開閉弁制御機構により空気弁を制御して、全量排水運転から気中待機運転、又は気中待機運転から全量排水運転に瞬時に移行できる。具体的には、吸込口側水位が全量排水運転可能な最低水位以下になれば空気管から空気を供給するので、全量排水運転から気中待機運転に瞬時に移行できる。気中待機運転中に吸込口側水位が上昇すれば、空気を遮断して、気中待機運転から全量排水運転に瞬時に移行できる。従って、気水混合運転を短時間に、又は無くして終了させるので、振動を小さくしながら、定格回転数での運転を維持し、ポンプの起動と停止の繰り返しを抑制することが可能となった。更に、空気弁の開閉を制御するフロート式自動空気開閉弁制御機構は、フロートふらつき防止機構を備えているので、確実かつ安定した空気弁の開閉を行える。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
〔第１の実施の形態の水中斜流ポンプ１〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である横軸の水中斜流ポンプ１を示す縦断面図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の横軸の水中斜流ポンプ１は、河川、水路、下水路等を横断して設けられた水門又は樋門の扉体１００に、ブラケット１０１等を介してボルト等で固定されている。なお、水中斜流ポンプ１のケーシング２のフランジ部を直接的に、水門又は樋門の扉体１００に固定する構造のものであっても良い。前述したがこれらの構造は、水門（ゲート）に水中ポンプを搭載して両者を一体化したものであり、ゲートポンプ（商標登録第２５８５９７３号、一般名称は「ポンプゲート」である。）と呼ばれているものである。
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である横軸の水中斜流ポンプ１を示す縦断面図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の横軸の水中斜流ポンプ１は、河川、水路、下水路等を横断して設けられた水門又は樋門の扉体１００に、ブラケット１０１等を介してボルト等で固定されている。なお、水中斜流ポンプ１のケーシング２のフランジ部を直接的に、水門又は樋門の扉体１００に固定する構造のものであっても良い。前述したがこれらの構造は、水門（ゲート）に水中ポンプを搭載して両者を一体化したものであり、ゲートポンプ（商標登録第２５８５９７３号、一般名称は「ポンプゲート」である。）と呼ばれているものである。
【0015】
本実施の形態の水中斜流ポンプ１は、羽根車から吐出される流体の流れが、出力軸３１の中心線から斜め方向に流体を送る斜流ポンプと呼ばれているものである。水中斜流ポンプ１は、一方に吸込口２１（図１の左側）と、他方（図１の右側）に排出口２２を有したケーシング２を有している。ケーシング２の内部には、羽根車３２を回転駆動するための電動機３が固定されている。水中斜流ポンプ１の電動機３には、吸込口２１側に出力軸３１が取り付けられ、出力軸３１に羽根車３２が固定され、電動機３の回転トルクが羽根車３２に伝達される。羽根車３２よりも下流側に隣接して、ケーシング２の内周面とオイル室３４の外周面との間に、案内羽根３３が固定されている。案内羽根３３は、羽根車３２で汲み上げられる水を案内するものである。
【0016】
ケーシング２の排出口２２側には、開閉可能に支持されたフラップ弁４が配置されている。このフラップ弁４は、ケーシング２の上部に配置した支点４ａで、揺動自在に取り付けられている。フラップ弁４は、排出口２２からの水の吐出圧力が低い時には、自重により閉じ、水の吐出圧力が高くなると、上部の支点４ａを中心にして開くことで、排出口２２からの水の排出を可能にする。排出口２２の反対側のケーシング２の吸込口２１には、水を吸込口２１に円滑に誘導するための吸込カバー５が固定されている。吸込カバー５の先端の開口部５３は、水平から斜め下方を向いており（迎角θ）、この開口部５３から上流側の河川水（又は水路水）を吸い込む。
【0017】
図１に示すように、本実施の形態の水中斜流ポンプ１は、この出力軸３１の軸心３１１がほぼ水平に配置されている。水路の底面１０２から、吸込カバー５の開口部５３の上縁（吸込案内板５１１の下面）５３１までの高さをＹ１、水路の底面１０２から羽根車３２の下端までの高さをＹ３とすると、Ｙ１がＹ３よりも高い位置に配置されている。なお、吸込カバー５の開口部５３の上縁５３１は、出力軸３１の軸心３１１よりも低い位置に配置されている。開口部５３の下縁５３２は、水路の底面１０２からＹ２の高さである。水位が開口部５３の下縁５３２の水位Ｙ２以下のときは、羽根車３２の下端までの高さＹ３より低い位置であるので、水中斜流ポンプ１は河川水（又は水路水）を吸い込むことはない。ここで図１の左側に示す「空気弁開閉水位」について説明する。気中待機運転中に水位が上昇し、水位が羽根車３２の６０％以上の高さになると羽根車３２が自らケーシング２内の水を吐出できるようになり、全量排水運転が可能となる。水位上昇時のこの付近の水位になるまで、羽根車３２は自ら水を吐き出さないので気中待機運転を実施する。そして、羽根車３２の６０％の水位になれば、空気弁８９が閉じて空気管６４による水中斜流ポンプ１への空気を遮断するので、羽根車３２が水を吐き出しても空気は供給されないため、気中待機運転から全量排水運転へ瞬時に移行できる。従って、図１の左側に示す「空気弁開閉水位」は、空気開閉弁の開閉を行う水位で羽根車３２の約６０％程度の水位となり、この開閉水位で全量排水運転と気中待機運転を切り替える。
【0018】
フロート式自動空気開閉弁制御機構８０
第１の実施の形態の水中斜流ポンプ１は、水中斜流ポンプ１内への空気の供給、遮断の制御を、水中斜流ポンプ１に搭載したフロート式自動空気開閉弁制御機構８０で行うものである。図２は、フロート式自動空気開閉弁制御機構８０の拡大断面図である。フロート式自動空気開閉弁制御機構８０は、水位によりフロート８４が上下動して、この上下動で空気弁を自動的に開閉する機械式の開閉機構である。吸込カバー５の上部には、上板及び側板で囲まれた内部が空間の箱状のごみ除けカバー８１が固定されている。ごみ除けカバー８１は、フロート式自動空気開閉弁制御機構８０の基本的な機能としては必須構成のものではないが、ゴミ等の流れから空気弁８９等を保護するものである。ごみ除けカバー８１の側板８２の上部には、複数の貫通する空気孔８３が形成されている。従って、水位が低下したとき、ごみ除けカバー８１内に外部から外気が自由に入り込むことができる。なお、ごみ除けカバー８１内には、取水側の河川（又は水路）の水も自由に入り込むように貫通孔（図示せず）が形成されている。ごみ除けカバー８１内の水位は、河川（又は水路）の水位と同一である。
第１の実施の形態の水中斜流ポンプ１は、水中斜流ポンプ１内への空気の供給、遮断の制御を、水中斜流ポンプ１に搭載したフロート式自動空気開閉弁制御機構８０で行うものである。図２は、フロート式自動空気開閉弁制御機構８０の拡大断面図である。フロート式自動空気開閉弁制御機構８０は、水位によりフロート８４が上下動して、この上下動で空気弁を自動的に開閉する機械式の開閉機構である。吸込カバー５の上部には、上板及び側板で囲まれた内部が空間の箱状のごみ除けカバー８１が固定されている。ごみ除けカバー８１は、フロート式自動空気開閉弁制御機構８０の基本的な機能としては必須構成のものではないが、ゴミ等の流れから空気弁８９等を保護するものである。ごみ除けカバー８１の側板８２の上部には、複数の貫通する空気孔８３が形成されている。従って、水位が低下したとき、ごみ除けカバー８１内に外部から外気が自由に入り込むことができる。なお、ごみ除けカバー８１内には、取水側の河川（又は水路）の水も自由に入り込むように貫通孔（図示せず）が形成されている。ごみ除けカバー８１内の水位は、河川（又は水路）の水位と同一である。
【0019】
フロート８４は、内部が空洞の金属製の球体であり、河川（又は水路）の水位により上下動する。フロート８４の球体には、その半径方向に向けた棒体８５の一端が固定されている。棒体８５の他端は、揺動軸８６によりフランジ８７に揺動自在に取り付けられている。フランジ８７は、空気管である取付管８８に固定されている。取付管８８はその下端は、Ｌ字状の空気管６４の上端に連結されている。この空気管６４は、吸込カバー５に固定されている。取付管８８の上端は開口しており、この開口部に蓋をするように空気弁８９が配置されている。空気弁８９の一端は、上記の棒体８５の端部に固定されている。従って、フロート８４が河川（又は水路）の水位により上下動すると、空気弁８９は、この上下に応じて取付管８８の上端の開口を開いたり、閉じたりする。取付管８８の下端は、空気管６４の上端に連結され、互い空気が導通する。空気管６４の他端は、管である吐出口６５の一端が固定されている。吐出口６５の中心軸線は、出力軸３１の軸心方向に平行に配置されている。また吐出口６５は羽根車３２と対向して配置されている。
【0020】
空気は、取付管８８、空気管６４を通り、この吐出口６５の先端から、ケーシング２の内部に吸引される。このフロート式自動空気開閉弁制御機構８０は、水の浮力により上下動されるフロート８４を用いたので、電気的な制御装置を使用することなく河川（又は水路）の水位に応じて、自動的に空気弁８９を開閉できる利点がある。大気である空気は、水中斜流ポンプ１の運転中の吸引力（負圧）により、取付管８８、空気管６４を通り、吐出口６５からケーシング２内へ吸引される。すなわち、吐出口６５は、吸込カバー５に取り付けられた空気管６４に配管されている。図１に示すように管である吐出口６５の中心軸線は、水中斜流ポンプ１の出力軸３１の軸心３１１と平行に配置されている。より正確には、吐出口６５の中心軸線は、出力軸３１の軸心３１１より低い位置に配置されている。すなわち、羽根車３２と対向して、軸心３１１より低い位置に吐出口６５が配置されている。これにより吐出口６５から吸引された空気は、その空気の浮力により若干上方に向かいながら、かつ羽根車３２の中心方向の上下にほぼ均一に吸い込まれる効果が見込まれる。
【0021】
フロート式自動空気開閉弁制御機構８０の作動
以上の動作を概括すれば、以下のような制御となる。例えば、運転員が水中斜流ポンプ１の電動機３のスイッチ（図示せず）を入れてＯＮにすると、電動機３は回転を開始し、上流側の河川水（又は水路水）を汲み上げて下流側に流す。例えば、水位が下降中で全量排水運転中の場合、ごみ除けカバー８１内のフロート８４は、その浮力で水中での最上方に位置しているので、空気弁８９は閉じている。従って、吸込口側水位が低下しても、図１に示すように、吸込口側水位が「空気弁開閉水位」以上高ければ、空気弁８９は閉じた状態であるので空気管６４から空気を吸込まず、開口部５３からも空気を吸い込まないので、吸込カバー５内及びケーシング２内は水で満たされている。従って、水中斜流ポンプ１は、定格回転数で全量排水運転が継続して行われる。そして、水位が「全量排水運転」の水位以下の「空気弁開閉水位」位置に達したら、フロート８４が下がり、空気弁８９を開いて、空気管６４を介して、空気を水中斜流ポンプ１に供給する。この空気の供給により、水中斜流ポンプ１は、一気に気中待機運転モードになる。その結果、水中斜流ポンプ１の吸込カバー５内、及びケーシング２内の水が瞬時に落水して、羽根車３２が水を吐き出させなくなるため、ポンプ内圧力が下がり、フラップ弁４が自重と外水の圧力により閉じ、羽根車３２が空気中に露出した気中待機運転（電動機３は定格回転数で回転駆動状態を継続）となるために、振動が小さく、電動機３への負担が少ない運転が継続される。
以上の動作を概括すれば、以下のような制御となる。例えば、運転員が水中斜流ポンプ１の電動機３のスイッチ（図示せず）を入れてＯＮにすると、電動機３は回転を開始し、上流側の河川水（又は水路水）を汲み上げて下流側に流す。例えば、水位が下降中で全量排水運転中の場合、ごみ除けカバー８１内のフロート８４は、その浮力で水中での最上方に位置しているので、空気弁８９は閉じている。従って、吸込口側水位が低下しても、図１に示すように、吸込口側水位が「空気弁開閉水位」以上高ければ、空気弁８９は閉じた状態であるので空気管６４から空気を吸込まず、開口部５３からも空気を吸い込まないので、吸込カバー５内及びケーシング２内は水で満たされている。従って、水中斜流ポンプ１は、定格回転数で全量排水運転が継続して行われる。そして、水位が「全量排水運転」の水位以下の「空気弁開閉水位」位置に達したら、フロート８４が下がり、空気弁８９を開いて、空気管６４を介して、空気を水中斜流ポンプ１に供給する。この空気の供給により、水中斜流ポンプ１は、一気に気中待機運転モードになる。その結果、水中斜流ポンプ１の吸込カバー５内、及びケーシング２内の水が瞬時に落水して、羽根車３２が水を吐き出させなくなるため、ポンプ内圧力が下がり、フラップ弁４が自重と外水の圧力により閉じ、羽根車３２が空気中に露出した気中待機運転（電動機３は定格回転数で回転駆動状態を継続）となるために、振動が小さく、電動機３への負担が少ない運転が継続される。
【0022】
また、水位が上昇中で、「気中待機運転」の水位領域の場合、空気弁８９は開いており、羽根車３２が水を吐き出せる水位に達していないため、気中待機運転を続行する。そして、更に水位が上昇して、吸込口側水位が「空気弁開閉水位」（図１参照）に達すれば、空気弁８９を閉じて、空気管６４による水中斜流ポンプ１への空気を遮断する。これにより羽根車３２が水を吐き出しても水中斜流ポンプ１内に空気が供給されないので、水中斜流ポンプ１は定格回転数で、気中待機運転から全量排水運転へ移行する。図３は、本発明の本実施の形態の水中斜流ポンプ（ポンプ口径が３００ミリ）１の電動機３の電流（Ａ）と振動（注：Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の合成振動）（μｍ）を示すグラフである。図３では、吸込口側水位を２００ミリから６００ミリまで上昇させた後、２００ミリまで下降させている。図３に示すように、水位が上昇するときは、気中待機運転から全量排水運転に瞬時に移行し、水位が下降する時は、全量排水運転から気中待機運転に瞬時に移行し、気水混合運転が起きない、又は短時間のため、電流（Ａ）の変動と、振動（μｍ）の変動が小さくなる。
【0023】
図４は空気管を備えていない従来の水中斜流ポンプ（ポンプ口径が３００ミリ）の電動機３の電流（Ａ）と振動（注：Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の合成振動）（μｍ）を示すグラフである。図４に示すように、従来の水中斜流ポンプは開口部５３の上縁５３１より空気を吸い込んで気水混合運転が起きるため、気中待機運転から全量排水運転への切り替わり、及び、全量排水運転から気中待機運転への切り替わりに時間がかかり、振動も大きい。これに対して本発明の第１の実施の形態の水中斜流ポンプ１は、図３に示すように気水混合運転が起きない、又は短時間のため、気中待機運転から全量排水運転への切り替わり、及び、全量排水運転から気中待機運転への切り替わりが瞬時に行われ、振動も小さい。
【0024】
〔第２の実施の形態の水中斜流ポンプ１〕
図５は、第２の実施の形態の水中斜流ポンプ１である。第２の実施の形態の水中斜流ポンプ１（図示せず）は、第１の実施の形態のものと同一構造であるが、フロート式自動空気開閉弁制御機構９０の構造のみを変えたものである。図５は、このフロート式自動空気開閉弁制御機構９０の拡大断面図である。第１の実施の形態のフロート式自動空気開閉弁制御機構８０（図２）は、空気弁８９が開閉される水位近傍で、水位が安定しないで上下に変動すると、空気弁８９の開閉が頻繁に行われ不安定になることがある。フロート式自動空気開閉弁制御機構９０は、この空気弁８９の開閉のタイミングを確実かつ安定的に行うための「フロートふらつき防止機構２００」を有している。
図５は、第２の実施の形態の水中斜流ポンプ１である。第２の実施の形態の水中斜流ポンプ１（図示せず）は、第１の実施の形態のものと同一構造であるが、フロート式自動空気開閉弁制御機構９０の構造のみを変えたものである。図５は、このフロート式自動空気開閉弁制御機構９０の拡大断面図である。第１の実施の形態のフロート式自動空気開閉弁制御機構８０（図２）は、空気弁８９が開閉される水位近傍で、水位が安定しないで上下に変動すると、空気弁８９の開閉が頻繁に行われ不安定になることがある。フロート式自動空気開閉弁制御機構９０は、この空気弁８９の開閉のタイミングを確実かつ安定的に行うための「フロートふらつき防止機構２００」を有している。
【0025】
［フロートふらつき防止機構２００］
フロートふらつき防止機構２００は、水位により空気弁８９を閉じる「空気弁閉水位」の位置、又は空気弁８９を開く、「空気弁開水位」の位置の２位置の何れかに係止（一種の仮固定）される。このフロートふらつき防止機構２００により、水位上昇時と水位下降時で空気弁８９の開閉される水位（タイミング）を異なるようにできる。以下、このフロートふらつき防止機構２００を説明する。第１のパターン（棒体８５とスプリングケース２０５が共に遥動するタイプ）は、フロートふらつき防止機構２００を構成するカムプレート２０１は、フランジ８７（図２参照）、ごみ除けカバー８１等に、固定部材（図示せず）により、固定配置されている。カムプレート２０１は、棒体８５の揺動軸８６を中心とした円弧面が形成されている。この円弧面に、２個の半球状の窪みである上部凹部２０２ａ、下部凹部２０２ｂが形成されている。
フロートふらつき防止機構２００は、水位により空気弁８９を閉じる「空気弁閉水位」の位置、又は空気弁８９を開く、「空気弁開水位」の位置の２位置の何れかに係止（一種の仮固定）される。このフロートふらつき防止機構２００により、水位上昇時と水位下降時で空気弁８９の開閉される水位（タイミング）を異なるようにできる。以下、このフロートふらつき防止機構２００を説明する。第１のパターン（棒体８５とスプリングケース２０５が共に遥動するタイプ）は、フロートふらつき防止機構２００を構成するカムプレート２０１は、フランジ８７（図２参照）、ごみ除けカバー８１等に、固定部材（図示せず）により、固定配置されている。カムプレート２０１は、棒体８５の揺動軸８６を中心とした円弧面が形成されている。この円弧面に、２個の半球状の窪みである上部凹部２０２ａ、下部凹部２０２ｂが形成されている。
【0026】
この上部凹部２０２ａ、下部凹部２０２ｂの直径は、鋼球（又はローラ）２０３の直径とほぼ同一であり、上部凹部２０２ａ、又は下部凹部２０２ｂに鋼球（又はローラ）２０３が選択的に嵌まり込む。鋼球（又はローラ）２０３は、コイルスプリング２０４により、カムプレート２０１側に付勢されている。コイルスプリング２０４は、一端が開孔しているスプリングケース２０５の穴内に収納されている。コイルスプリング２０４は、スプリングケース２０５の他端にねじ込まれた調整ボルト２０６により、スプリング圧を調整できる。スプリングケース２０５は、フロート８４と共に揺動する棒体８５に固定されている。従って、スプリングケース２０５も棒体８５と共に揺動する。なお、この機構に限らず、第２のパターン（棒体８５とカムプレート２０１が共に遥動するタイプ）であっても良く、この機構では、フロートふらつき防止機構２００を構成するカムプレート２０１は、フロート８４と共に揺動する棒体８５に固定されている。従って、カムプレート２０１も棒体８５と共に揺動する。
【0027】
カムプレート２０１には、棒体８５の揺動軸８６を中心とした円弧面が形成されている。この円弧面に、２個の半球状の窪みである上部凹部２０２ａ、下部凹部２０２ｂが形成されている。この上部凹部２０２ａ、下部凹部２０２ｂの直径は、鋼球（又はローラ）２０３の直径とほぼ同一であり、上部凹部２０２ａ、又は下部凹部２０２ｂに鋼球（又はローラ）２０３が選択的に嵌まり込む。鋼球（又はローラ）２０３は、コイルスプリング２０４により、カムプレート２０１側に付勢されている。コイルスプリング２０４は、一端が開孔しているスプリングケース２０５の穴内に収納されている。コイルスプリング２０４は、スプリングケース２０５の他端にねじ込まれた調整ボルト２０６により、スプリング圧を調整できる。なお、第２のパターンの機構は、スプリングケース２０５は、フランジ８７（図２参照）、ごみ除けカバー８１等に、固定部材（図示せず）により、固定配置されている。更に、第３のパターンは、上記の２パターンに対して、基本的な構造は同じであるが、スプリングケース２０５及びカムプレート２０１を上部用及び下部用にそれぞれ２個設置する。具体的には、上部用カムプレート２０１ａは円弧面に１個の半球状の窪みである上部凹部２０２ａ、下部用カムプレート２０１ｂは円弧面に１個の半球状の窪みである下部凹部２０２ｂが形成されている。これにそれぞれ対応するように、上部用スプリングケース２０５ａ、下部用スプリングケース２０５ｂを用いて、水位により空気弁８９を閉じる「空気弁閉水位」の位置、又は空気弁８９を開く、「空気弁開水位」の位置の２位置を係止（一種の仮固定）する。この構成により「空気弁閉水位」及び「空気弁閉水位」のそれぞれの位置調整が可能となる。従って、ポンプ（水中斜流ポンプ１）が設置される場所、すなわち現場でのフロートふらつき防止機構２００の調整を容易（簡単）にする構造とするものである。
【0028】
フロートふらつき防止機構２００の作動
以上の第１～第３のパターンの構造において、フロート８４、棒体８５、空気弁８９、カムプレート２０１（２０１ａ、２０１ｂ）、スプリングケース２０５（２０５ａ、２０５ｂ）の作動は基本的に同一であるので、第１のパターンの場合で作動を説明する。「全量排水運転」の水位から吸込口側の水位が下降し、「空気弁開水位」（図５参照）以下になると、気水混合運転を避けるために空気弁８９を開く必要がある。このとき、僅かに水位が上下動し、これに追従してフロート８４が多少上下動しても、フロートふらつき防止機構２００の上部凹部２０２ａに鋼球（又はローラ）２０３が嵌まり込んでいるので、鋼球（又はローラ）２０３が上部凹部２０２ａから脱出することはない。しかしながら、フロート８４が更に下がり浮力が小さくなると、「ふらつき防止機構の抵抗力（摩擦力、傾斜角度）＜（│フロートの浮力－フロート８４の自重│）」の条件が成立すると、フロート８４の自重により、鋼球（又はローラ）２０３が上部凹部２０２ａから脱出し、空気弁８９が開く。即ち、水位の多少の変動があっても、「空気弁開水位」まで空気弁８９は開かれないので、不安定な気水混合運転になることはない。この「空気弁開水位」は、水位下降時に安定的に運転するために設定したものであり、水中斜流ポンプ１を全量排水運転から気中待機運転に切り替える水位である。従って、この「空気弁開水位」は、水中ポンプの構造、機能により予め設定される。
以上の第１～第３のパターンの構造において、フロート８４、棒体８５、空気弁８９、カムプレート２０１（２０１ａ、２０１ｂ）、スプリングケース２０５（２０５ａ、２０５ｂ）の作動は基本的に同一であるので、第１のパターンの場合で作動を説明する。「全量排水運転」の水位から吸込口側の水位が下降し、「空気弁開水位」（図５参照）以下になると、気水混合運転を避けるために空気弁８９を開く必要がある。このとき、僅かに水位が上下動し、これに追従してフロート８４が多少上下動しても、フロートふらつき防止機構２００の上部凹部２０２ａに鋼球（又はローラ）２０３が嵌まり込んでいるので、鋼球（又はローラ）２０３が上部凹部２０２ａから脱出することはない。しかしながら、フロート８４が更に下がり浮力が小さくなると、「ふらつき防止機構の抵抗力（摩擦力、傾斜角度）＜（│フロートの浮力－フロート８４の自重│）」の条件が成立すると、フロート８４の自重により、鋼球（又はローラ）２０３が上部凹部２０２ａから脱出し、空気弁８９が開く。即ち、水位の多少の変動があっても、「空気弁開水位」まで空気弁８９は開かれないので、不安定な気水混合運転になることはない。この「空気弁開水位」は、水位下降時に安定的に運転するために設定したものであり、水中斜流ポンプ１を全量排水運転から気中待機運転に切り替える水位である。従って、この「空気弁開水位」は、水中ポンプの構造、機能により予め設定される。
【0029】
逆に、気中待機運転中に水位が上昇し、「空気弁閉水位」以上になると、気水混合運転を避けるために空気弁８９を閉じる必要がある。このとき、水位下降時と同様に、僅かに水位が上下動し、これに追従してフロート８４が多少上下動しても、フロートふらつき防止機構２００の下部凹部２０２ｂに鋼球（又はローラ）２０３が嵌まり込んでいるので、鋼球（又はローラ）２０３が下部凹部２０２ｂから脱出することはない。しかしながら、更にフロート８４の浮力が上がり、「ふらつき防止機構の抵抗力（摩擦力、傾斜角度）＜（│フロートの浮力－フロート８４の自重│）」の条件が成立すると、フロート８４の浮力により、鋼球（又はローラ）２０３が下部凹部２０２ｂから脱出し、空気弁８９を閉じる。即ち、空気弁８９の開閉前後の水位に、多少の変動があっても、「空気弁閉水位」まで空気弁８９は閉じられないので、不安定な気水混合運転になることはなく、気中待機運転を行うことができる。この「空気弁閉水位」は、水位上昇時に安定的に運転するために設定したものであり、水中斜流ポンプ１を気中待機運転から全量排水運転に切り替える水位である。従って、この「空気弁閉水位」は、水中ポンプの構造、機能により予め設定される。
【0030】
以上の説明で理解されるように、「フロートふらつき防止機構２００により、水位上昇時と水位下降時で空気弁８９の開閉される水位（タイミング）を異なるようにできる。」ことによって、次の１及び２の制御が可能となり、気水混合運転を回避した広範囲のポンプの排水運転（全量排水運転及び気中待機運転）と、ポンプの起動と停止の繰り返しを抑制できる効果が期待できる。
１．水位下降時は、「全量排水運転」の水位を第１の実施形態の空気弁開閉水位（羽根車３２の約６０％水位）に比べ、より低水位となる吸込カバーから空気を吸込まない程度の水位となる「空気弁開水位」（本実施の形態では、上縁５３１より１０ｍｍ程度高い水位）まで運転が可能となり、「空気弁開水位」で空気を供給することにより瞬時に全量排水運転から気中待機運転に移行する制御ができる。
２．水位上昇時は、第１の実施形態の空気弁開閉水位（羽根車３２の約６０％水位）では、気水混合運転を確実に回避できない場合も想定される。従って、これより低水位で空気弁を閉じて空気を遮断することにより、確実に気水混合運転を回避できる「空気弁閉水位」（本実施の形態では、羽根車３２の５５％程度の水位）を設定する。これにより第１の実施形態の空気弁開閉水位（羽根車３２の約６０％水位）と比べ、図５の「全量排水運転可能水位」（羽根車３２の約６０％水位）から確実に「全量排水運転」の運転が可能となり、「空気弁閉水位」で空気を遮断することにより瞬時に気中待機運転から全量排水運転に移行する制御ができる。
１．水位下降時は、「全量排水運転」の水位を第１の実施形態の空気弁開閉水位（羽根車３２の約６０％水位）に比べ、より低水位となる吸込カバーから空気を吸込まない程度の水位となる「空気弁開水位」（本実施の形態では、上縁５３１より１０ｍｍ程度高い水位）まで運転が可能となり、「空気弁開水位」で空気を供給することにより瞬時に全量排水運転から気中待機運転に移行する制御ができる。
２．水位上昇時は、第１の実施形態の空気弁開閉水位（羽根車３２の約６０％水位）では、気水混合運転を確実に回避できない場合も想定される。従って、これより低水位で空気弁を閉じて空気を遮断することにより、確実に気水混合運転を回避できる「空気弁閉水位」（本実施の形態では、羽根車３２の５５％程度の水位）を設定する。これにより第１の実施形態の空気弁開閉水位（羽根車３２の約６０％水位）と比べ、図５の「全量排水運転可能水位」（羽根車３２の約６０％水位）から確実に「全量排水運転」の運転が可能となり、「空気弁閉水位」で空気を遮断することにより瞬時に気中待機運転から全量排水運転に移行する制御ができる。
【0031】
〔第３の実施の形態の水中軸流ポンプ１０〕
図６は、第３の実施の形態の水中軸流ポンプ１０である。水中軸流ポンプ１０は、前述した第１及び第２の実施の形態のものと異なる構造のポンプである。水中軸流ポンプ１０は、出力軸３１の軸心３１１方向に流体を送るポンプであり、一方（図６の左側）に吸込口２１と、他方（図６の右側）に排出口２２を有したケーシング２を有している。ケーシング２の内部には、回転駆動するための電動機３が固定されている。電動機３には、排出口２２側に出力軸３１が取り付けられ、出力軸３１に羽根車３２が固定され、電動機３の回転が羽根車３２に伝達される。羽根車３２よりも吸込口２１側（上流側）には、ケーシング２の内周とオイル室３４の外周との間に案内羽根３３が固定されている。案内羽根３３は、羽根車３２で汲み上げられる水を案内している。
図６は、第３の実施の形態の水中軸流ポンプ１０である。水中軸流ポンプ１０は、前述した第１及び第２の実施の形態のものと異なる構造のポンプである。水中軸流ポンプ１０は、出力軸３１の軸心３１１方向に流体を送るポンプであり、一方（図６の左側）に吸込口２１と、他方（図６の右側）に排出口２２を有したケーシング２を有している。ケーシング２の内部には、回転駆動するための電動機３が固定されている。電動機３には、排出口２２側に出力軸３１が取り付けられ、出力軸３１に羽根車３２が固定され、電動機３の回転が羽根車３２に伝達される。羽根車３２よりも吸込口２１側（上流側）には、ケーシング２の内周とオイル室３４の外周との間に案内羽根３３が固定されている。案内羽根３３は、羽根車３２で汲み上げられる水を案内している。
【0032】
ケーシング２には、排出口２２側に開閉可能に支持されたフラップ弁４が取り付けられている。フラップ弁４は、排出口２２からの水の吐出圧力が低い時には、自重により閉じ、水の吐出圧力が高くなると上部の支点４ａを中心にして開くことで、排出口２２からの水の排出を可能にする。ケーシング２の吸込口２１には、水を吸込口２１に円滑に誘導するための吸込カバー５が固定されている。図６に示すように、吸込カバー５は、一枚以上の板材から上板、側板等で形成されている。第３の実施の形態の水中軸流ポンプ１０には、前述した第２の実施の形態と同様の原理で動作するフロート式自動空気開閉弁制御機構９０が配置されている。フロート８４、棒体８５、遥動軸８６、空気弁８９、フロートふらつき防止機構２００、空気管６４、吐出口６５等からなる。
【0033】
大気である空気は、水中軸流ポンプ１０の運転中の吸引力により、取付管８８に連結された空気管６４が二つに分岐され、分岐管（図示せず）からそれぞれ二つの吐出口６５からケーシング２内へ吸引される。二つの吐出口６５は、電動機３の外周の左右、即ち電動機３の両側を挟んで吸込カバー５内に、吐出口６５がそれぞれ配置されている。この吐出口６５は、吸込カバー５に固定された空気管６４に配管されている。吐出口６５の中心軸線は、水中軸流ポンプ１０の出力軸３１の軸心３１１と平行に配置されている。正確には、吐出口６５の中心軸線は、出力軸３１の軸心３１１より低い位置に配置されている。すなわち、羽根車３２の正面に対向するように、軸心３１１より低い位置に吐出口６５が配置されている。第３の実施の形態の水中軸流ポンプ１０のフロート式自動空気開閉弁制御機構９０の作動及びそれに連動する水中軸流ポンプ１０の全量排水運転及び気中待機運転は、実質的に第２の実施の形態の水中斜流ポンプ１と同一であり、その説明は省略する。
【0034】
［その他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した水中斜流ポンプ１及び水中軸流ポンプ１０は、何れも電動機３の出力軸３１、及びこれに連結されている羽根車３２の軸心は、水平である横方向に配置されているものである。しかしながら、この軸心を水平から傾斜させたものであっても良い。また、前述した水中斜流ポンプ１、及び水中軸流ポンプ１０の吸込カバー５の形状は、水中ポンプの構造により異なる。従って、本発明でいう吸込カバー５とは、ポンプ本体の吸込側のカバーに限らず本体部分を含む概念である。更に、前述した実施の形態では、フロート８４の上下動の動きを棒体８５で直接的に空気弁８９を駆動するものであった。しかしながら、フロート８４の上下動の動きを棒体８５ではなく、リンク機構を介して、空気弁８９を開閉させるものでも良い。例えば、複式ボールタップ等の名称で知られている、複数の支点、力点、作用点を有するリンク機構のものでも良い。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した水中斜流ポンプ１及び水中軸流ポンプ１０は、何れも電動機３の出力軸３１、及びこれに連結されている羽根車３２の軸心は、水平である横方向に配置されているものである。しかしながら、この軸心を水平から傾斜させたものであっても良い。また、前述した水中斜流ポンプ１、及び水中軸流ポンプ１０の吸込カバー５の形状は、水中ポンプの構造により異なる。従って、本発明でいう吸込カバー５とは、ポンプ本体の吸込側のカバーに限らず本体部分を含む概念である。更に、前述した実施の形態では、フロート８４の上下動の動きを棒体８５で直接的に空気弁８９を駆動するものであった。しかしながら、フロート８４の上下動の動きを棒体８５ではなく、リンク機構を介して、空気弁８９を開閉させるものでも良い。例えば、複式ボールタップ等の名称で知られている、複数の支点、力点、作用点を有するリンク機構のものでも良い。
【符号の説明】
【0035】
１…水中斜流ポンプ
１０…水中軸流ポンプ
１００…扉体
１０１…ブラケット
１０２…水路の底面
２…ケーシング
２１…吸込口
２２…排出口
３…電動機
３１…出力軸
３１１…軸心
３２…羽根車
３３…案内羽根
３４…オイル室
４…フラップ弁
５…吸込カバー
６４…空気管
６５…吐出口
８０，９０…フロート式自動空気開閉弁制御機構
８４…フロート
８５…棒体
８９…空気弁
２００…フロートふらつき防止機構
１０…水中軸流ポンプ
１００…扉体
１０１…ブラケット
１０２…水路の底面
２…ケーシング
２１…吸込口
２２…排出口
３…電動機
３１…出力軸
３１１…軸心
３２…羽根車
３３…案内羽根
３４…オイル室
４…フラップ弁
５…吸込カバー
６４…空気管
６５…吐出口
８０，９０…フロート式自動空気開閉弁制御機構
８４…フロート
８５…棒体
８９…空気弁
２００…フロートふらつき防止機構
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】