(57)【要約】【課題】設備構築費用が安価で、メンテナンス作業性が良いという利点を生かし、大掛かりな初期始動設備が不要な横軸ポンプを提供する。【解決手段】ポンプケーシング１０と、ポンプケーシング１０内の略水平方向に延びるように配設した主軸２１と、主軸２１に連結されやインペラ２５と、ポンプケーシング１０の下流側に接続された吐出弁１９と、ポンプケーシング１０の上部に接続された吸込管部２７と、吸込管部２７に接続された補助ポンプ（自吸式ポンプ）３３と、補助ポンプ３３に接続された吐出管部５１と、吐出管部５１に接続された放出管部５２と、吐出管部５１に接続されるとともにポンプケーシング１０に接続された排出管部５３と、放出管部５２または排出管部５３へ送出するように切り換える切換部５６と、を備えた構成とする。【選択図】図１
2011106384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端の吸込口が水槽内に配置され、他端側が前記吸込口より上方で略水平方向に延びるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内の略水平方向に延びるように配設した主軸と、
前記ポンプケーシング内で前記主軸に連結され、前記ポンプケーシングの吸込口から前記水槽内の液体を吸い込んで略水平方向に排出するインペラと、
前記ポンプケーシングの下流側に接続され、前記ポンプケーシング内と下流側配管とが連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える吐出弁と、
一端が前記ポンプケーシングの上部に接続された吸込管部と、
前記吸込管部の他端に接続され、前記ポンプケーシング内の気体または液体を吸引する補助ポンプと、
一端が前記補助ポンプの吐出部に接続された吐出管部と、
一端が前記吐出管部の他端に接続され、他端が前記水槽に配管または外部に開放された放出管部と、
一端が前記吐出管部の他端に接続され、他端が前記ポンプケーシングまたはポンプケーシングの下流側配管に接続された排出管部と、
前記吐出管部を介して前記補助ポンプから吐出された気体または液体を、前記放出管部または排出管部へ送出するように切り換える切換部と、
を備えたことを特徴とする横軸ポンプ。
【請求項２】
前記補助ポンプは、前記主軸の回転駆動力を受けて回転する従動回転軸と、該従動回転軸の先端に連結され前記ポンプケーシング内の気体または液体を吸引するインペラと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の横軸ポンプ。
【請求項３】
前記補助ポンプは、自吸式ポンプであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の横軸ポンプ。
【請求項４】
前記吸込管部は、下向きに屈曲した水溜用配管部を有し、この水溜用配管部の先端に前記補助ポンプを接続していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。
【請求項５】
前記切換部は、前記放出管部の開閉状態および排出管部の開閉状態を切り換える弁体を有し、前記吐出管部に気体の流通状態から液体の流通状態への移行を検出するセンサを配設し、このセンサの検出値に基づいて前記弁体を開閉制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。
【請求項６】
前記切換部は、液体の流通により浮動して前記放出管部への流入を遮断するフロート弁を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。
【請求項７】
前記排出管部に、気体の通過を阻止するとともに液体の通過を許容する制御弁を更に配設したことを特徴とする請求項６に記載の横軸ポンプ。
【請求項８】
前記切換部は、第１移動位置で前記放出管部を開状態とするとともに前記排出管部を閉状態とする一方、第２移動位置で前記放出管部を閉状態とするとともに前記排出管部を開状態とする弁体を有し、
前記ポンプケーシングの前記吸込管部の接続部より上方に、前記ポンプケーシング内に連通するとともに液体に浮動するフロート部材を収容したフロートケースを配設し、前記フロート部材によって前記弁体を第１移動位置または第２移動位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の横軸ポンプ。
【請求項９】
一端の吸込口が水槽内に配置され、他端側が前記吸込口より上方で略水平方向に延びるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内の略水平方向に延びるように配設した主軸と、
前記ポンプケーシング内で前記主軸に連結され、前記ポンプケーシングの吸込口から前記水槽内の液体を吸い込んで略水平方向に排出するインペラと、
前記ポンプケーシングの下流側に接続され、前記ポンプケーシング内と下流側配管とが連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える吐出弁と、
一端が前記ポンプケーシングの上部に接続された吸込管部と、
前記吸込管部の他端に接続され、前記ポンプケーシング内の気体または液体を吸引する補助ポンプと、
一端が前記補助ポンプの吐出部に接続されるとともに、他端が前記吐出弁の下流側配管に接続され、前記補助ポンプから吐出された気体または液体を前記下流側配管に排出する排出管部と、
を備えたことを特徴とする横軸ポンプ。
【請求項１０】
一端の吸込口が水槽内に配置され、他端側が前記吸込口より上方で略水平方向に延びるポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内の略水平方向に延びるように配設した主軸と、
前記ポンプケーシング内で前記主軸に連結され、前記ポンプケーシングの吸込口から前記水槽内の液体を吸い込んで略水平方向に排出するインペラと、
前記ポンプケーシングの下流側に接続され、前記ポンプケーシング内と下流側配管とが連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える吐出弁と、
一端が前記ポンプケーシングの上部に接続された吸込管部と、
前記吸込管部の他端に接続され、前記主軸の回転駆動力を受けて回転する従動回転軸、および、この従動回転軸の先端に連結されて前記ポンプケーシング内の気体を吸引するインペラを有する補助ポンプと、
前記補助ポンプの吐出部に接続され、この補助ポンプから吐出された気体を前記水槽または外部に放出する放出管部と、
を備えたことを特徴とする横軸ポンプ。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
雨水などは、排水施設の水槽に集められた後にポンプによって吸い上げられ、下流側の処理場などに排水される。この種のポンプとしては、一端の吸込口が水槽の底近傍に位置し、他端側が略水平方向に延びるポンプケーシングを有し、このポンプケーシング内にインペラを回転させる主軸を略水平方向に配設した横軸ポンプがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この横軸ポンプは、水を吸い上げて排出するインペラが水面から離れた上部に位置している。そのため、ポンプを停止した状態から始動させる際には、水槽内の水をインペラの位置まで汲み上げる初期始動設備が必要である。この初期始動設備は、吸引管によりポンプケーシングに接続した真空ポンプと、この真空ポンプへの水の流入を防止するための開閉弁と、ポンプケーシング内に水が充満したことを検出する満水検知器とを備えている。そして、コントローラがセンサの検出値に基づいて満水状態を検知すると、開閉弁を閉じる構成としている。
【０００４】
但し、このような初期始動設備が必要な横軸ポンプは、コスト高である。そのため、ポンプケーシングに対して略垂直方向に延びるように主軸を配設し、その下端にインペラを配設した立軸ポンプが提案されている。この立軸ポンプは、真空ポンプなどの初期始動設備は不要であり、横軸ポンプと比較するとコストダウンを図ることができる。
【０００５】
しかしながら、この立軸ポンプは、垂直方向に延びる主軸の下端にインペラを配設する構成であるため、垂直方向の寸法が大きくなる。そのため、排水施設を構築する際の据え付け工事では、建屋の高さを高くする必要があるうえ、床に加わる荷重も局部的に大きくなるため、設備構築費用が高くなる。また、この種の排水設備は、定期的なメンテナンスが必要であるが、立軸ポンプは横軸ポンプよりもメンテナンス作業が困難である。さらに、立軸ポンプは、設置する地域が寒冷地である場合には、積雪期にインペラが氷結する。そのため、排水を開始する必要がある融雪期に運転を開始するには、水槽表面の氷を破砕する作業が必要であり、極めて困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３８９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、設備構築費用が安価で、メンテナンス作業性が良いという利点を生かし、大掛かりな初期始動設備が不要な横軸ポンプを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の第１の横軸ポンプは、一端の吸込口が水槽内に配置され、他端側が前記吸込口より上方で略水平方向に延びるポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内の略水平方向に延びるように配設した主軸と、前記ポンプケーシング内で前記主軸に連結され、前記ポンプケーシングの吸込口から前記水槽内の液体を吸い込んで略水平方向に排出するインペラと、前記ポンプケーシングの下流側に接続され、前記ポンプケーシング内と下流側配管とが連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える吐出弁と、一端が前記ポンプケーシングの上部に接続された吸込管部と、前記吸込管部の他端に接続され、前記ポンプケーシング内の気体または液体を吸引する補助ポンプと、一端が前記補助ポンプの吐出部に接続された吐出管部と、一端が前記吐出管部の他端に接続され、他端が前記水槽に配管または外部に開放された放出管部と、一端が前記吐出管部の他端に接続され、他端が前記ポンプケーシングまたはポンプケーシングの下流側配管に接続された排出管部と、前記吐出管部を介して前記補助ポンプから吐出された気体または液体を、前記放出管部または排出管部へ送出するように切り換える切換部と、を備えた構成としている。
【０００９】
この第１の横軸ポンプは、切換部によってポンプケーシング内と放出管部とが連通する状態に切り換え、自吸式ポンプを動作させることにより、ポンプケーシング内の気体または液体を水槽または外部に排出できる。よって、横軸ポンプを停止した状態から始動させる際に、吐出弁を閉状態として自吸式ポンプを動作させることにより、ポンプケーシング内の気体を吸引してポンプケーシング外に排気することにより、水槽内の液体をインペラの配設位置まで汲み上げることができる。そのため、従来のような大掛かりな初期始動設備は不要である。
【００１０】
また、自吸式ポンプの動作によりインペラの配設位置が液体で略充満されると、吸込管部内に水槽内の液体が浸入する。この状態になると、吐出弁を開状態とするとともに、切換部によってポンプケーシング内と排出管部とが連通する状態に切り換えることにより、ポンプケーシング内の液体をポンプケーシング内またはポンプケーシングの下流側配管に排出できる。即ち、自吸式ポンプは、通常運転時には、液体を排出するための補助排水機構として作用する。
【００１１】
このように、本発明は、主軸を略水平方向に配設した横軸ポンプであるが、その初期始動に必要な設備は簡素であり、既存ポンプにも簡単に追加できる。また、横軸ポンプであるため、垂直方向の寸法が小さく、設備構築費用を低減できるとともに、メンテナンス作業性を向上できる。さらに、停止状態ではインペラが液体に浸漬されないため、インペラが氷結することはない。よって、融雪期に運転を開始する必要がある寒冷地でも好適に設置できる。
【００１２】
この横軸ポンプでは、前記補助ポンプは、前記主軸の回転駆動力を受けて回転する従動回転軸と、該従動回転軸の先端に連結され前記ポンプケーシング内の気体または液体を吸引するインペラと、を備えることが好ましい。このようにすれば、主軸を駆動するための駆動手段により、自吸式ポンプを動作させることができる。よって、全体を簡素化できるとともに、消費電力の増大を抑制できる。
【００１３】
また、前記補助ポンプは、自吸式ポンプであることが好ましい。このようにすれば、呼び水作用をそれ自体で自動的に行って揚水を開始することができる。
【００１４】
さらに、前記吸込管部は、下向きに屈曲した水溜用配管部を有し、この水溜用配管部の先端に前記補助ポンプを接続していることが好ましい。このようにすれば、自吸式ポンプが有する水溜部内の液体が蒸発により無くなることを防止できる。その結果、ポンプケーシング内の気体を排出する始動時に、確実に目的を達成できる。
【００１５】
そして、前記切換部は、前記放出管部の開閉状態および排出管部の開閉状態を切り換える弁体を有し、前記吐出管部に気体の流通状態から液体の流通状態への移行を検出するセンサを配設し、このセンサの検出値に基づいて前記弁体を開閉制御することが好ましい。
または、前記切換部は、液体の流通により浮動して前記放出管部への流入を遮断するフロート弁を有することが好ましい。この場合、前記排出管部に、気体の通過を阻止するとともに液体の通過を許容する制御弁を更に配設することが好ましい。
または、前記切換部は、第１移動位置で前記放出管部を開状態とするとともに前記排出管部を閉状態とする一方、第２移動位置で前記放出管部を閉状態とするとともに前記排出管部を開状態とする弁体を有し、前記ポンプケーシングの前記吸込管部の接続部より上方に、前記ポンプケーシング内に連通するとともに液体に浮動するフロート部材を収容したフロートケースを配設し、前記フロート部材によって前記弁体を第１移動位置または第２移動位置に移動させることが好ましい。
これらのようにすれば、切換部による放出管部と排出管部の切り換えを、自動的かつ確実に行うことができる。
【００１６】
また、本発明の第２の横軸ポンプは、一端の吸込口が水槽内に配置され、他端側が前記吸込口より上方で略水平方向に延びるポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内の略水平方向に延びるように配設した主軸と、前記ポンプケーシング内で前記主軸に連結され、前記ポンプケーシングの吸込口から前記水槽内の液体を吸い込んで略水平方向に排出するインペラと、前記ポンプケーシングの下流側に接続され、前記ポンプケーシング内と下流側配管とが連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える吐出弁と、一端が前記ポンプケーシングの上部に接続された吸込管部と、前記吸込管部の他端に接続され、前記ポンプケーシング内の気体または液体を吸引する補助ポンプと、一端が前記補助ポンプの吐出部に接続されるとともに、他端が前記吐出弁の下流側配管に接続され、前記補助ポンプから吐出された気体または液体を前記下流側配管に排出する排出管部と、を備えた構成としている。
【００１７】
この第２の横軸ポンプは、自吸式ポンプを動作させることにより、ポンプケーシング内の気体または液体を吐出弁の下流側の配管に排出できる。よって、横軸ポンプを停止した状態から始動させる際に、吐出弁を閉状態として自吸式ポンプを動作させることにより、ポンプケーシング内の気体を吸引して下流側配管に排気することにより、水槽内の液体をインペラの配設位置まで汲み上げることができる。また、自吸式ポンプの動作によりインペラの配設位置が液体で略充満されると、吸込管部内に水槽内の液体が浸入し、吐出弁を開状態とすることにより、引き続いて液体を排出するための補助排水機構として作用する。よって、第１の横軸ポンプと同様の作用および効果を得ることができるうえ、気体および液体の排出経路を切り換えるための切換部が不要であるため、初期始動に必要な設備を更に簡素化できる。
【００１８】
さらに、本発明の第３の横軸ポンプは、一端の吸込口が水槽内に配置され、他端側が前記吸込口より上方で略水平方向に延びるポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内の略水平方向に延びるように配設した主軸と、前記ポンプケーシング内で前記主軸に連結され、前記ポンプケーシングの吸込口から前記水槽内の液体を吸い込んで略水平方向に排出するインペラと、前記ポンプケーシングの下流側に接続され、前記ポンプケーシング内と下流側配管とが連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える吐出弁と、一端が前記ポンプケーシングの上部に接続された吸込管部と、前記吸込管部の他端に接続され、前記主軸の回転駆動力を受けて回転する従動回転軸、および、この従動回転軸の先端に連結されて前記ポンプケーシング内の気体を吸引するインペラを有する補助ポンプと、前記補助ポンプの吐出部に接続され、この補助ポンプから吐出された気体を前記水槽または外部に放出する放出管部と、を備えた構成としている。
【００１９】
この第３の横軸ポンプは、自吸式ポンプを動作させることにより、ポンプケーシング内の気体を水槽または外部に排出できる。よって、横軸ポンプを停止した状態から始動させる際に、吐出弁を閉状態として自吸式ポンプを動作させることにより、ポンプケーシング内の気体を吸引してポンプケーシング外に排気することにより、水槽内の液体をインペラの配設位置まで汲み上げることができる。よって、第１の横軸ポンプと同様の作用および効果を得ることができるうえ、主軸を駆動するための駆動手段により、自吸式ポンプを動作させるため、全体を簡素化できるとともに、消費電力の増大を抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の横軸ポンプでは、主軸を略水平方向に配設した横軸ポンプであるが、その初期始動に必要な設備は簡素であり、既存ポンプにも簡単に追加できる。また、横軸ポンプであるため、垂直方向の寸法を小さく、設備構築費用を低減できるとともに、メンテナンス作業性を向上できる。さらに、停止状態では、インペラが液体には浸漬されないため、インペラが氷結することはない。よって、融雪期に運転を開始する必要がある寒冷地でも好適に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の横軸ポンプを示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３Ａ】横軸ポンプの停止状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】横軸ポンプの初期始動状態を示す断面図である。
【図３Ｃ】横軸ポンプの切換部の切換時の状態を示す断面図である。
【図３Ｄ】横軸ポンプの通常運転状態を示す断面図である。
【図４】吸引ポンプ部の有無による排水性能の違いを示すグラフである。
【図５】第２実施形態の横軸ポンプを示す断面図である。
【図６】第３実施形態の横軸ポンプを示す断面図である。
【図７】第４実施形態の横軸ポンプを示す断面図である。
【図８】第５実施形態の横軸ポンプを示す断面図である。
【図９】第６実施形態の横軸ポンプを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る横軸ポンプを示す。この横軸ポンプは、図示しない流入側管路から排水ポンプ場の水槽１内に流入する雨水（液体）などを下流側に排水するものである。そして、本実施形態の横軸ポンプには、ポンプケーシング１０の上部に吸引ポンプ部２６が付設され、この吸引ポンプ部２６によってポンプケーシング１０内の空気（気体）を排気可能とするとともに、水を下流側へ補助的に排水可能としている。
【００２４】
具体的には、横軸ポンプは、倒Ｌ形状をなすポンプケーシング１０を備えている。このポンプケーシング１０は、水槽１の底近傍から垂直方向上向きに延びる吸込ベル１１と、この吸込ベル１１による垂直上向きの水流を水平方向に水流を変える吸込ケーシング１３と、この吸込ケーシング１３からの水流を水平方向に排出する吐出しケーシング１５とを備えている。吸込ベル１１は、直径が下向きに徐々に広くなった略円錐筒状に形成され、その下端の吸込口１２が水槽１の底近傍に位置し、水槽１内の水に浸漬した状態で配設される。吸込ケーシング１３は、円弧状に湾曲した形状をなし、吸込ベル１１の上端に連結されている。この吸込ケーシング１３には、外周面に主軸２１を水平方向に貫通させるための貫通部１４が設けられている。吐出しケーシング１５は、略楕円球状をなすように径方向外向きに膨出した筒状をなし、吸込ケーシング１３の水平方向に開口した下流側端部に連結されている。この吐出しケーシング１５の内部には、主軸２１を回転可能に支持する水中軸受け１６が軸芯に位置するように設けられている。この水中軸受け１６は、略円錐筒状をなす軸受ケーシング１７内に設けられ、この軸受ケーシング１７がガイドベーン１８によって吐出しケーシング１５内に支持されている。
【００２５】
このポンプケーシング１０には、下流側端部である吐出しケーシング１５に吐出弁１９が接続され、この吐出弁１９に吐出水槽（図示せず）へ排水するための下流側配管である吐出管２０が更に連結されている。なお、吐出弁１９は、ポンプケーシング１０内と吐出管２０内とを連通させた開状態、および、ポンプケーシング１０内と吐出管２０内の連通を遮断した閉状態に切り換えるものである。
【００２６】
また、ポンプケーシング１０の内部には、水平方向に延びるように主軸２１が配設されている。この主軸２１は、吸込ケーシング１３の貫通部１４から内部に貫通され、その先端が吐出しケーシング１５の水中軸受け１６に支持されている。また、主軸２１には、ポンプケーシング１０から外部に突出した端部が無注水軸受け２２および外軸受け２３により回転可能に支持されている。そして、この主軸２１の端部には、軽油や重油などを燃料として駆動する周知のディーゼル（内燃）機関などの原動機２４が駆動手段として連結されている。
【００２７】
主軸２１の先端には、ポンプケーシング１０の吸込口１２から水槽１内の水を吸い込んで下流側へ向けて水平方向に排出するインペラ２５が配設されている。なお、このインペラ２５は、ポンプケーシング１０の吸込口１２より上方に位置し、排水処理の停止状態では、水槽１内の水には全く浸漬しない。
【００２８】
なお、以上の構成は、真空ポンプによる初期始動設備を用いた従来の横軸ポンプの構成と同様である。
【００２９】
そして、本実施形態の横軸ポンプは、真空ポンプによる大掛かりな初期始動設備を用いることなく、ポンプケーシング１０の上方に吸引ポンプ部２６を設けた構成としている。この吸引ポンプ部２６は、ポンプケーシング１０の上部に接続された吸込管部２７と、この吸込管部２７に接続された補助ポンプである自吸式ポンプ３３と、この自吸式ポンプ３３の吐出部に接続された吐出管部５１と、この吐出管部５１に分岐接続された放出管部５２および排出管部５３と、これらの分岐接続部に設けられた切換部５６と、を備えている。
【００３０】
図２に示すように、吸込管部２７は、ポンプケーシング１０の吸込ケーシング１３の上部に形成した吸込管接続部２８に接続する接続フランジ部２９を一端に備えている。この吸込管部２７には、接続フランジ部２９の上部に排水方向逆向きに屈曲した吸込側上端配管部３０が形成されている。この吸込側上端配管部３０には、下向きに屈曲した水溜用配管部３１が形成されている。そして、この水溜用配管部３１には、横向きに屈曲した自吸式ポンプ接続部３２が形成されている。
【００３１】
自吸式ポンプ３３は、呼び水作用をそれ自体で自動的に行って揚水を開始するものである。この自吸式ポンプ３３は、吸込管部２７の他端である自吸式ポンプ接続部３２に接続することにより、ポンプケーシング１０内の空気または水を吸引するものである。また、自吸式ポンプ３３は、内部に従動回転軸４４が配設され、この従動回転軸４４にインペラ４７を連結したものである。そして、本実施形態では、従動回転軸４４は、伝達機構４８によって主軸２１の回転駆動力が伝達されることにより、この主軸２１に対して従動回転する構成としている。
【００３２】
具体的には、自吸式ポンプ３３は、吸込配管部３５と、本体部３７と、吐出配管部４２とを備えている。吸込配管部３５は、吸込管部２７の自吸式ポンプ接続部３２に接続されるものである。この吸込配管部３５の下流側端部は、本体部３７内に位置するように構成され、その下流側端部に吸込管部２７への逆流を防止するための逆止弁３６が配設されている。本体部３７は、吸込配管部３５および吐出配管部４２に連通する水路部３８と、該水路部３８とは水密状態で区画された軸受部４１とを備えている。これら水路部３８と軸受部４１とを区画する仕切壁には、インペラ配設部３９が軸受部４１の側へ窪むように設けられている。なお、水路部３８のインペラ配設部３９の下部は、排出開始時に必要な水を貯留する水溜部４０を構成する。軸受部４１は略円錐筒状をなし、その外端部は開口されている。吐出配管部４２は、本体部３７の上部に設けられ、水路部３８と連通している。この吐出管部５１と水路部３８とは、吸込配管部３５の出口を覆うように形成した整流板４３により区画されている。この整流板４３は、吸込配管部３５から水路部３８内に流入した空気および水がインペラ４７の側へ向かう流れを生成する。
【００３３】
従動回転軸４４は、軸受部４１の外端部から水路部３８内にかけて貫通し、水平に延びるように配設されている。これにより、この従動回転軸４４は、主軸２１に対して平行に延びるように構成されている。この従動回転軸４４の外側端部は、無注水軸受け４５および外軸受け４６により回転可能に支持されている。
【００３４】
インペラ４７は、従動回転軸４４の先端に連結され、水路部３８のインペラ配設部３９に位置するように配設される。このインペラ２５は、従動回転軸４４の回転により軸芯に対して径方向外向きに空気および水を送出する気流および水流を生成する。これにより、上流側である吸込配管部３５から空気および水を吸引して、下流側である吐出配管部４２から吐出する。なお、吸込配管部３５の出口に配設した逆止弁３６は、吸込配管部３５から流入する空気圧および水圧により動作（開放）する。
【００３５】
伝達機構４８は、主軸２１の回転駆動力を従動回転軸４４に伝達するものである。この伝達機構４８は、主軸２１および従動回転軸４４に配設したプーリ４９Ａ，４９Ｂと、これらにかけて巻回した無端状のベルト５０とからなる。なお、インペラ４７の回転数（流量）は、プーリ４９Ａ，４９Ｂの直径を変更することにより、調節が可能である。そして、このプーリ４９Ａ，４９Ｂの調整により自吸式ポンプ３３を高速化することにより、この自吸式ポンプ３３を小型化および軽量化できる。なお、この伝達機構４８は、プーリ４９Ａ，４９Ｂとベルト５０とからなる構成に限定されず、歯車と無端状チェーンとからなる構成や、複数の歯車を噛み合わせてなる構成など、種々の変更が可能である。
【００３６】
吐出管部５１は、自吸式ポンプ３３の吐出部である吐出配管部４２に下端が接続されている。この吐出管部５１は、その上端が吸込管部２７の吸込側上端配管部３０より上方に位置するように構成されている。これにより、インペラ４７による排水を停止すると、吸込側上端配管部３０より下側に位置する吸込配管の水溜用配管部３１、水溜部４０を含む水路部３８、吐出配管部４２、および、吐出管部５１の下部に水が溜まり（図３Ａ参照）、この吐出管部５１の上端からは流出しないように構成している。
【００３７】
放出管部５２は、一端が吐出管部５１の上端に分岐配管５７を介して接続され、他端が水槽１に配管されるものである。この放出管部５２には、ポンプケーシング１０内の空気を排気する初期始動時のみ、流体が流動される。
【００３８】
排出管部５３は、一端が吐出管部５１の上端に分岐配管５７を介して接続されている。即ち、この排出管部５３は、放出管部５２とともに分岐配管５７を介して吐出管部５１に分岐接続されている。この排出管部５３は、図１に示すように、下流側である他端が、ポンプケーシング１０の吐出しケーシング１５の上部に接続されている。なお、本実施形態では、この吐出しケーシング１５の排出管接続部５４は、軸受ケーシング１７上に位置させている。これにより、吐出弁１９を閉状態とし、排水を目的としない管理運転時に、軸受ケーシング１７に水（水流）を付与できるように構成している。なお、吐出しケーシング１５の排出管接続部５４と対向する下端には、ドレーンポート５５が設けられている。
【００３９】
図２に示すように、切換部５６は、吐出管部５１、放出管部５２および排出管部５３の分岐接続部を構成し、吐出管部５１を介して自吸式ポンプ３３から吐出された空気または水を、放出管部５２または排出管部５３へ送出するように切り換えるものである。この切換部５６は、略Ｔ字形状をなす分岐配管５７を備えている。この分岐配管５７には、下向きに突出する第１接続部５８に吐出管部５１が接続され、この第１接続部５８に対して屈曲した第２接続部５９に放出管部５２が接続され、第１接続部５８に対して屈曲するとともに第２接続部５９に対して直線的に位置する第３接続部６０に排出管部５３が接続される。そして、これらの交差部分は略球状をなす膨出部とされ、その内部に放出管部５２の開閉状態および排出管部５３の開閉状態を切り換える弁体６１が配設されている。この弁体６１は、上端が回転可能に支持されており、駆動手段であるモータ６２によって揺動される。そして、第１移動位置で放出管部５２を開状態とするとともに排出管部５３を閉状態とする一方、第２移動位置で放出管部５２を閉状態とするとともに排出管部５３を開状態とするものである。
【００４０】
図１に示すように、この吸引ポンプ部２６を有する横軸ポンプには、吐出管部５１に空気が流通した状態から水が流通した状態に移行したことを検出するためのセンサとして、圧力センサ６３が配設されている。そして、この横軸ポンプは、コントローラ６４により予め設定されたプログラムによって制御される。具体的には、停止状態から排水処理の開始操作がなされると、初期始動工程を経て通常の排水工程に移行する。初期始動工程から通常排水工程への移行は、圧力センサ６３の検出値に基づいて行われる。即ち、空気の流通状態と水の流通状態とでは、水が流通している状態の方が吐出管部５１内の圧力が高くなる。そのため、圧力に対応する検出値が予め設定したしきい値を越えると、切換部５６を切り換えるとともに吐出弁１９を開状態として、通常排水工程を実行する。また、排水処理中に管理運転指示が入力されると、吐出弁１９を閉状態として、排水を目的としない管理運転を実行する。
【００４１】
次に、この横軸ポンプの動作について具体的に説明する。
【００４２】
まず、管理運転を含む排気処理を実行していない停止状態では、図３Ａに示すように、ポンプケーシング１０の上部である吸込ケーシング１３および吐出しケーシング１５のいずれにも水は流入していない。但し、吸込管部２７の水溜用配管部３１、自吸式ポンプ３３の水溜部４０を含む水路部３８、および、吐出管部５１には、前の排水処理時に流入した水が溜まった状態となっている。
【００４３】
この状態で、排水処理が実行されると、コントローラ６４は、まず、吐出弁１９を閉状態とするとともに、切換部５６の弁体６１を排出管部５３の側へ揺動させる（第１移動状態）。これにより、ポンプケーシング１０の内部は、吸込管部２７、自吸式ポンプ３３内、吐出管部５１および放出管部５２を経て水槽１に連通する。その後、原動機２４の動作を開始させる。
【００４４】
原動機２４が動作されると、主軸２１が回転することによりインペラ２５が回転する。しかし、この状態では、吐出しケーシング１５の内部には水が充満していないため、インペラ２５は空転し、何ら排出には寄与しない。
【００４５】
また、原動機２４が動作されると、伝達機構４８を介して連結した従動回転軸４４が回転する。これにより、自吸式ポンプ３３のインペラ４７が回転することにより、吸込管部２７から吐出管部５１へ向かう吸込力が作用する。そうすると、吐出弁１９が閉状態をなしており、下端の吸込口１２が水により閉塞されているポンプケーシング１０内の空気は、吸込管部２７から吸引され、吐出管部５１および放出管部５２を経て水槽１に放出される。その結果、図３Ｂに示すように、水槽１内の水が吸込口１２からポンプケーシング１０の内部に流入する。なお、水溜部４０内を除き、吸込管部２７、自吸式ポンプ３３内および吐出管部５１に溜まっていた水は、空気の排出に伴って水槽１に排出される。
【００４６】
吸引ポンプ部２６によるポンプケーシング１０内の空気の排気が進むと、図３Ｃに示すように、水槽１内の水がインペラ２５の配設位置まで汲み上げられ、ポンプケーシング１０の内部が水で満たされる。そうすると、図示のように、吸込管部２７から自吸式ポンプ３３にも水が浸入する。そして、水が吐出管部５１に至ると、圧力センサ６３によって検出した圧力がしきい値を越える。そのため、コントローラ６４は、図中破線で示すように、モータ６２を駆動させて切換部５６の弁体６１を放出管部５２の側へ揺動させる（第２移動状態）。これにより、ポンプケーシング１０の内部は、吸込管部２７、自吸式ポンプ３３内、吐出管部５１および排出管部５３を経てポンプケーシング１０の下流側に連通する。また、コントローラ６４は、吐出弁１９を閉状態から開状態に作動させる。
【００４７】
これにより、図３Ｄに示すように、ポンプケーシング１０内の水は、インペラ２５の回転により吐出弁１９および吐出管２０を経て下流側の処理場などに排水される。また、このインペラ２５の排水による水流で、ポンプケーシング１０の吸込口１２からは水が連続して吸い込まれて、同様に下流側へ排水される。一方、吸引ポンプ部２６では、主軸２１の回転によりインペラ４７が回転し続ける。その結果、吸込ケーシング１３の吸込管接続部２８の周辺の水が吸込管部２７に吸引される。そして、その水は、自吸式ポンプ３３、吐出管部５１および排出管部５３を経てポンプケーシング１０の下流側に排水され、インペラ２５による排水作用によって排水される。
【００４８】
このように、本発明の横軸ポンプには、上部に吸引ポンプ部２６を設け、この吸引ポンプ部２６によってポンプケーシング１０内の空気を排気し、インペラ２５によって排水を可能とする初期始動工程を行うことができる。また、この初期始動工程が終了すると、通常の排水工程では補助排水機構として作用させることができる。そして、初期始動工程と通常排水工程とは、切換部５６の切り換えによって自動的かつ確実に移行できる。そのため、本発明の横軸ポンプは、従来のような真空ポンプを用いた大掛かりな初期始動設備は不要である。また、この吸引ポンプ部２６は、従来と同様の横軸ポンプの上部に配管と自吸式ポンプ３３を配設した簡素なものであるため、既存ポンプにも簡単に追加できる。
【００４９】
そして、本実施形態の排水設備は横軸ポンプであるため、垂直方向の寸法が小さく、設備構築費用を低減できる。また、これに伴ってメンテナンス作業性も向上できる。さらに、停止状態ではインペラ２５が水槽１内の水に浸漬されない。よって、融雪期に運転を開始する必要がある寒冷地に設置しても、インペラ２５が氷結することはないため、好適に設置できる。しかも、本実施形態では、自吸式ポンプ３３のインペラ４７を、主たるインペラ２５を回転させるための主軸２１の回転駆動力を受けて従動回転させる構成としている。そのため、専用の駆動手段が不要であり、全体を簡素化できるとともに、消費電力の増大を抑制できる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、排出管部５３のポンプケーシング１０への接続部を水中軸受け１６上に位置させている。そのため、吐出弁１９を閉状態とした排水を目的としない管理運転が実行されると、吸引ポンプ部２６によって水中軸受け１６に水を循環供給することができる。その結果、旋回失速を軽減して不安定特性を改善できる。また、水中軸受け１６の周囲の水を循環させ、冷却することが可能となる。よって、水中軸受け１６の劣化を抑制できる。
【００５１】
さらにまた、本実施形態では、吸込管部２７に水溜用配管部３１を設け、この水溜用配管部３１に停止状態で水を貯留可能としている。よって、自吸式ポンプ３３が有する水溜部４０内の液体が蒸発により無くなることを防止できる。その結果、ポンプケーシング１０内の気体を排出する始動時に、排気および排水する気流および水流を生成することができる。
【００５２】
次に、本発明の吸引ポンプ部２６を搭載した横軸ポンプの排水性能について説明する。
【００５３】
主たるインペラ２５の軸動力Ｌ１は、流量Ｑ１および揚程Ｈ１と効率η１より以下の式（１）から求められる。
【００５４】
【数１】
2011106384.tif 000003
【００５５】
また、吸引ポンプ部２６の軸動力Ｌｓは、流量ｑｓおよび揚程ｈｓと効率ηｓより以下の式（２）から求められる。
【００５６】
【数２】
2011106384.tif 000004
【００５７】
そして、これら式（１），（２）から、本実施形態の総合的なポンプ効率ηを軸動力Ｌ、流量Ｑおよび揚程Ｈから導くと、以下の式（３）となる。
【００５８】
【数３】
2011106384.tif 000005
【００５９】
この式（３）に式（１），（２）を代入すると、以下の式（４）となる。
【００６０】
【数４】
2011106384.tif 000006
【００６１】
この式（４）を整理した総合ポンプ効率ηは、以下の式（５）となる。
【００６２】
【数５】
2011106384.tif 000007
【００６３】
この式（５）のうち、ｑｓ≪Ｑ１であるため、総合ポンプ効率は略主たるインペラ２５のポンプ効率η１できまる。
【００６４】
更に詳しく説明すると、図４の実測性能のグラフに示すように、最も効率が良い仕様点（Ｑ／Ｑbep＝１付近）では、吸引ポンプ部２６を設けた本発明の横軸ポンプのポンプ効率ηは、吸引ポンプ部２６を設けていない従来の横軸ポンプと、殆ど変わらない。しかし、軸動力Ｌは、本発明の横軸ポンプの方が、従来の横軸ポンプより僅かに低下する。但し、揚程Ｈは、本発明の横軸ポンプの方が、従来の横軸ポンプより向上する。
【００６５】
そのため、本発明では、設備構築費用が安価で、メンテナンス作業性が良いという利点を生かしつつ、大掛かりな初期始動設備が不要で、従来以上の排水性能を得ることが可能な横軸ポンプを実現できる。
【００６６】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態の横軸ポンプを示す。この第２実施形態では、圧力センサ６３を設けることなく、切換部５６によって自動的に放出管部５２と排出管部５３の流路を切換可能とした点で、第１実施形態と大きく相違する。
【００６７】
具体的には、第２実施形態の切換部５６は、第１実施形態と同様に、略Ｔ字形状をなす分岐配管５７を備えている。但し、この分岐配管５７は、吐出管部５１が接続される第１接続部５８と、放出管部５２が接続される第２接続部５９とが、直線的に延びるように形成され、排出管部５３が接続される第３接続部６０が、第１および第２接続部５８，５９に対して直交方向に延びるように構成されている。そして、第２実施形態の第２接続部５９には、水の放出管部５２への流入を遮断するフロート弁からなる切換部５６が設けられている。この切換部５６は、流体が通過可能な開口面積を小さくした一対の第１弁座部６６および第２弁座部６７と、これらの間に配設したフロート部材６８とからなる。フロート部材６８は、空気の流通では浮動することなく、水の流通により浮動する重量および比重のものである。
【００６８】
また、本実施形態では、排出管部５３に、空気の通過を阻止するとともに、液体の通過を許容する制御弁６９が配設されている。この制御弁６９は、排出管部５３の出口に配設される弁ケース７０を備え、この弁ケース７０を介して排出管部５３が吐出しケーシング１５の排出管接続部５４に接続される構成としている。この弁ケース７０は、排出管接続部５４に対して同一軸芯となるように延びるもので、この排出管接続部５４の側にポンプケーシング１０に連通する連通孔７１が形成されている。弁ケース７０の内部には、連通孔７１を閉塞する弁体７２が配設されている。この弁体７２は、排出管部５３より上方に位置する受部７３を備え、この受部７３が付勢手段であるスプリング７４によって下向きに付勢されている。このスプリング７４による付勢力は、調節ネジ７５の締付量を変更することにより調節可能となっている。そして、その付勢力は、自吸式ポンプ３３による空気の排気圧が受部７３に加えられても収縮することなく、水の排水圧が受部７３に加えられると収縮するように構成されている。
【００６９】
このように構成した第２実施形態では、停止状態から排水処理を開始すると、第１実施形態と同様に、主軸２１の回転に従動して従動回転軸４４が回転して、初期始動工程が実行される。これにより、自吸式ポンプ３３の吸引力でポンプケーシング１０内の空気が吸引ポンプ部２６内に吸引される。そうすると、この排気により、吐出管部５１、分岐配管５７および排出管部５３の内圧が高くなる。その結果、その排気圧でフロート部材６８が第１弁座部６６上で微動し、その隙間から空気が放出管部５２内に流入して、水槽１へ排気される。
【００７０】
ポンプケーシング１０内の空気が全て排気され、水が充満した状態になると、吸引ポンプ部２６内に水が流入する。そして、水が吐出管部５１、分岐配管５７および排出管部５３に充満すると、フロート部材６８が浮動して第２弁座部６７を閉塞する。その結果、放出管部５２からの水の排水が阻止される。これに伴って吐出管部５１、分岐配管５７および排出管部５３の内圧が高くなると、制御弁６９の弁体７２がスプリング７４の付勢力に抗して移動する。その結果、連通孔７１が開放されることにより、水がポンプケーシング１０の内部に排出される。
【００７１】
なお、この第２実施形態での吐出弁１９の開閉制御は、所定部位の圧力を検出することによる制御、吸引ポンプ部２６を構成する配管に水が浸入したことを検出することによる制御、予め設定した初期始動時間が経過することによる制御など、種々の構成が可能である。
【００７２】
このように、第２実施形態の横軸ポンプは、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。そのうえ、放出管部５２および排出管部５３のいずれかに連通させた状態に切り換えるために、特別なセンサを使用する必要はない。そのため、吸引ポンプ部２６の構成を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。
【００７３】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態の横軸ポンプを示す。この第３実施形態では、第１実施形態と同様の切換部５６の弁体６１を、モータ６２の代わりにフロート部材８０およびリンク機構８２によって切り換える構成とした点で、第１実施形態と相違している。
【００７４】
具体的には、第３実施形態の切換部５６は、第１実施形態と同様に、実線で示す第１移動位置で放出管部５２を開状態とするとともに排出管部５３を閉状態とする一方、破線で示す第２移動位置で放出管部５２を閉状態とするとともに排出管部５３を開状態とする弁体６１を有する。そして、この弁体６１は、その主軸２１から作動受部７６が外部に突設されている。
【００７５】
また、第３実施形態の吸引ポンプ部２６は、下端が吸込管接続部２８より上方に位置するフロートケース７７を備えている。このフロートケース７７は、その下部がポンプケーシング１０の吸込ケーシング１３の下部に連通管７８を介して接続されている。また、フロートケース７７の上部には、上端を大気開放した大気開放管７９が配設されている。この大気開放管７９の上端は、排出管部５３より上方に位置するように構成されている。
【００７６】
そして、このフロートケース７７の内部には、水に浮動可能なフロート部材８０が配設されている。このフロート部材８０には連結軸部８１が設けられ、この連結軸部８１の先端はフロートケース７７から外方上向きに突出されている。この連結軸部８１は、フロートケース７７によって支持され、フロート部材８０の浮動によって上下方向に移動可能である。
【００７７】
このフロート部材８０の連結軸部８１は、切換部５６の弁体６１の作動受部７６に対してリンク機構８２を介して連結されている。このリンク機構８２は、ガイド部材８３と、一対のリンクバー８４Ａ，８４Ｂとからなる。ガイド部材８３は、作動受部７６の上端と略同一高さに位置するように固定されている。このガイド部材８３は、水平方向に延びる長円形状のガイド溝を備えている。第１のリンクバー８４Ａは、一端が連結軸部８１の上端に回動可能に連結され、他端がガイド部材８３のガイド溝に移動可能に軸着されている。第２のリンクバー８４Ｂは、一端が作動受部７６の上端に回動可能に連結され、他端がガイド部材８３のガイド溝に移動可能に軸着されるとともに第１のリンクバー８４Ｂに回動可能に連結されている。
【００７８】
このように構成した第３実施形態では、停止状態から排水処理を開始すると、第１実施形態と同様に、主軸２１の回転に従動して従動回転軸４４が回転して、初期始動工程が実行される。この際には、ポンプケーシング１０の内部には水が充満していないため、ポンプケーシング１０内の水位に伴って水が流入するフロートケース７７内にも水が充満していない。よって、フロート部材８０は、フロートケース７７内で底に位置する。その結果、弁体６１は、リンク機構８２を介して第１移動位置に移動した状態をなす。この状態で、吸引ポンプ部２６によってポンプケーシング１０内の空気が水槽１に排気される。
【００７９】
ポンプケーシング１０内の空気が全て排気され、水が充満した状態になると、吸引ポンプ部２６内に水が流入する。これに伴い、フロートケース７７の内部にも同様に水が充満した状態となり、フロート部材８０が浮動してフロートケース７７の上端に位置する。そうすると、連結軸部８１が上方に移動することにより、第１のリンクバー８４Ａの上端が、ガイド部材８３において図中左端に位置した状態から右端に位置する状態に移動する。これにより、第２のリンクバー８４Ｂが連動して右側に移動する。その結果、弁体６１は、放出管部５２と連通した第１移動位置から、排出管部５３に連通した第２移動位置に移動する。これにより、吸引ポンプ部２６に流入した水は、ポンプケーシング１０の内部に排出される。
【００８０】
なお、第３実施形態での吐出弁１９の開閉制御は、第２実施形態と同様に行われる。そして、この第３実施形態の横軸ポンプは、第２実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００８１】
（第４実施形態）
図７は第４実施形態の横軸ポンプを示す。この第４実施形態では、第３実施形態と同様に、水に浮動する第３フロート部材の浮動により、第３弁体を動作させて流路を切り換えるように構成している。なお、この第４実施形態での吐出弁１９の開閉制御は、第３実施形態と同様に行われる。
【００８２】
具体的には、第４実施形態の切換部５６は、下方に位置する第１移動位置で放出管部５２を開状態とするとともに排出管部５３を閉状態とする一方、上方に位置する第２移動位置で放出管部５２を閉状態とするとともに排出管部５３を開状態とする一対の弁体８５Ａ，８５Ｂを有を備えている。この弁体８５Ａ，８５Ｂは、吐出管部５１、放出管部５２および排出管部５３を接続する分岐配管８６内に配設されている。そして、この分岐配管８６に設けたフロートケース９０にフロート部材９１を収容し、このフロート部材９１により第１移動位置または第２移動位置に移動される。
【００８３】
まず、分岐配管８６は、吐出管部５１を接続する第１接続部８７に対して、放出管部５２を接続する第２接続部８８が直交するように設けられている。また、第１接続部８７より下側に位置するように、排出管部５３を接続する第３接続部８９が設けられている。この第３接続部８９は、第１接続部８７に対して平行に位置するように延び、第２接続部８８に対して直交方向に延びるように設けられている。さらに、分岐配管８６には、第２接続部８８に対して直線的に延びるように、第３接続部８９より下向きに突出するフロートケース９０が設けられている。このフロートケース９０の下端は、ポンプケーシング１０の吸込ケーシング１３に接続されている。また、フロートケース９０の下端は、吸込管接続部２８より上方に位置されている。
【００８４】
そして、フロートケース９０には、水に浮動するフロート部材９１が収容されている。このフロート部材９１には、第１接続部８７、第２接続部８８および第３接続部８９の分岐接続部分に突出する軸部９２が突設されている。そして、この軸部９２の先端に弁体８５Ａが配設され、この弁体８５Ａと所定間隔をもって下側に弁体８５Ｂが配設されている。弁体８５Ａは、フロート部材９１が何ら浮動していないフロートケース９０の下端に位置する状態（第１移動位置）では、第１接続部８７の下部に位置することにより、この第１接続部８７から第３接続部８９への流体の流入を阻止する。また、弁体８５Ａは、フロート部材９１が浮動によりフロートケース９０の上端に位置する状態（第２移動位置）では、第１接続部８７の上部に位置することにより、この第１接続部８７から第２接続部８８への流体の流入を阻止する。さらに、弁体８５Ｂは、第２移動位置で第３接続部８９の下部に位置することにより、フロートケース９０を介してポンプケーシング１０に水が逆流することを阻止する構成としている。
【００８５】
このように構成した第４実施形態では、停止状態から排水処理を開始すると、第３実施形態と同様に、主軸２１の回転に従動して従動回転軸４４が回転して、初期始動工程が実行される。この際には、ポンプケーシング１０の内部には水が充満していないため、ポンプケーシング１０内の水位に伴って水が流入するフロートケース９０内にも水が充満していない。よって、フロート部材９１は、フロートケース９０内で底に位置する。その結果、弁体８５Ａ，８５Ｂは、排出管部５３との連通を遮断し、放出管部５２を連通させた第１移動位置に移動した状態になるため、ポンプケーシング１０内の空気が水槽１に排気される。
【００８６】
ポンプケーシング１０内の空気が全て排気され、水が充満した状態になると、吸引ポンプ部２６内に水が流入する。これに伴い、フロートケース９０の内部にも同様に水が充満した状態となり、フロート部材９１が浮動して、フロートケース９０の上端に位置する。そうすると、弁体８５Ａ，８５Ｂは、放出管部５２との連通を遮断し、排出管部５３と連通した第２移動位置に移動した状態になるため、吸引ポンプ部２６に流入した水がポンプケーシング１０の内部に排出される。
【００８７】
（第５実施形態）
図８は第５実施形態の横軸ポンプを示す。この第５実施形態では、切換部を設けることなく、各実施形態と同様の効果を得ることができるようにした点で、大きく相違している。具体的には、第５実施形態では、吸引ポンプ部２６には、吐出管部５１、放出管部５２および分岐配管５７を有する切換部５６は設けていない。そして、自吸式ポンプ３３の吐出部である吐出配管部４２に、排出管部５３の一端を直接接続している。また、この排出管部５３の他端は、ポンプケーシング１０に接続した吐出弁１９の下流側配管である吐出管２０に接続されている。なお、この第５実施形態での吐出弁１９の開閉制御は、第３実施形態と同様に行われる。
【００８８】
このように構成した第５実施形態では、停止状態から排水処理を開始すると、各実施形態と同様に、主軸２１の回転に従動して従動回転軸４４が回転して、初期始動工程が実行される。この際には、吐出弁１９が閉状態となっていることにより閉塞されたポンプケーシング１０の内部の空気が、吐出弁１９の下流側の吐出管２０に直接排気される。
【００８９】
ポンプケーシング１０内の空気が全て排気され、水が充満した状態になると、吐出弁１９が開状態とされ、インペラ２５によりポンプケーシング１０内の液体が排水される。また、吸引ポンプ部２６に流入された水は、排出管部５３を介して吐出管２０に排水される。
【００９０】
このように、第５実施形態の横軸ポンプは、各実施形態と同様に、初期始動工程では、吸引ポンプ部２６によってポンプケーシング１０内の空気をポンプケーシング１０外に排気できる。また、通常排水工程では、吸引ポンプ部２６によってポンプケーシング１０内の水を吐出管２０に直接排水できる。しかも、本実施形態では、放出管部５２を分岐接続する必要がないため、流路を切り換える切換部５６も必要ない。よって、吸引ポンプ部２６の構成を極めて簡素化できるため、コストダウンを図ることができる。
【００９１】
（第６実施形態）
図９は第６実施形態の横軸ポンプを示す。この第６実施形態では、切換部を設けることなく、初期始動工程のみで動作し、密閉されたポンプケーシング１０内の空気を排気できるようにした点で、大きく相違している。具体的には、第６実施形態では、吸引ポンプ部２６には、吐出管部５１、排出管部５３および分岐配管５７を有する切換部５６は設けていない。そして、自吸式ポンプ３３の吐出部である吐出配管部４２に、放出管部５２の一端を直接接続している。また、主たるインペラ２５の主軸２１に連動するインペラ４７の従動回転軸４４には、プーリ４９Ｂとインペラ４７との間に、動力の伝達を遮断（非連結）可能なクラッチ機構９３が設けられている。
【００９２】
このように構成した第６実施形態では、停止状態から排水処理を開始すると、クラッチ機構９３を接続状態として従動回転軸４４を回転可能とし、インペラ４７を従動回転させることにより、初期始動工程が実行される。この際には、吐出弁１９が閉状態となっていることにより、閉塞されたポンプケーシング１０の内部の空気が水槽１に排出される。
【００９３】
また、ポンプケーシング１０内の空気が全て排気され、水が充満した状態になると、吐出弁１９が開状態とされ、インペラ２５によりポンプケーシング１０内の液体が排水される。また、吸引ポンプ部２６は、放出管部５２内に水が流入すると、クラッチ機構９３を非連結状態とすることにより、インペラ４７の回転を停止する。これにより、主たるインペラ２５のみを回転させて、通常排水工程を実行する。
【００９４】
このように、第６実施形態の横軸ポンプは、初期始動工程では吸引ポンプ部２６によって密閉されたポンプケーシング１０内の空気をポンプケーシング１０外に排気できる。そして、自吸式ポンプ３３は、各実施形態と同様に、主たるインペラ２５を回転させる主軸２１の回転駆動力を受けて従動回転するため、全体を簡素化できるとともに、消費電力の増大を抑制できる。また、通常排水工程では、クラッチ機構９３によって吸引ポンプ部２６の動作を停止することにより、水槽１への無駄な排水を防止できる。さらに、停止状態では、水溜用配管部３１によって水溜部４０内の水が無くなることを防止でき、始動時に確実に自吸式ポンプ３３の動作を保証できる。
【００９５】
なお、本発明の横軸ポンプは、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００９６】
例えば、第１実施形態では、揺動可能な弁体６１により放出管部５２への連通状態と排出管部５３への連通状態とを切り換える構成としたが、第２接続部５９および第３接続部６０に、連通した開状態および連通を遮断した閉状態に切り換える電磁弁をそれぞれ介設し、それぞれの電磁弁の開閉状態をコントローラ６４によって切り換える構成としてもよい。
【００９７】
また、第１乃至第４実施形態では、放出管部５２を水槽１に配管することにより、空気および水溜用配管部３１に溜めた水を水槽１に排出する構成としたが、水槽１を除く大気中に排出する構成としてもよい。
【００９８】
さらに、第１乃至第４実施形態では、排出管部５３をポンプケーシング１０の水中軸受け１６の上部に接続し、この水中軸受け１６に通常排水工程で排出する水を供給する構成としたが、ポンプケーシング１０内に排出する構成であればよい。但し、その接続部位は、吸込管部２７の接続部より下流側に位置させることが好ましい。
【００９９】
さらにまた、前記各実施形態では、主軸２１を回転させる原動機２４の動力を従動回転軸４４に伝導させて、従動回転軸４４を回転させる構成としたが、特に、第１乃至第５実施形態では、専用の原動機を設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１…水槽
１０…ポンプケーシング
１２…吸込口
１９…吐出弁
２０…吐出管（下流側配管）
２１…主軸
２４…原動機（駆動手段）
２５…インペラ
２６…吸引ポンプ部
２７…吸込管部
３１…水溜用配管部
３３…自吸式ポンプ（補助ポンプ）
４０…水溜部
４２…吐出配管部（吐出部）
４４…従動回転軸
４７…インペラ
４８…伝達機構
５１…吐出管部
５２…放出管部
５３…排出管部
５６…切換部
６１…弁体
６２…モータ
６３…圧力センサ
６４…コントローラ
６８…フロート部材
６９…制御弁
７２…弁体
７７…フロートケース
８０…フロート部材
８１…連結軸部
８２…リンク機構
８３…ガイド部材
８４Ａ，８４Ｂ…リンクバー
８５Ａ，８５Ｂ…弁体
９０…フロートケース
９１…フロート部材
【図１】
2011106384.tif 000008
【図２】
2011106384.tif 000009
【図４】
2011106384.tif 000010
【図５】
2011106384.tif 000011
【図６】
2011106384.tif 000012
【図７】
2011106384.tif 000013
【図８】
2011106384.tif 000014
【図９】
2011106384.tif 000015
【図３Ａ】
2011106384.tif 000016
【図３Ｂ】
2011106384.tif 000017
【図３Ｃ】
2011106384.tif 000018
【図３Ｄ】
2011106384.tif 000019