(57)【要約】【課題】高価な電気制御装置を用いることなく水位に応じた運転制御が可能になるとともに、面倒で労力や時間を要する設備の分解や組付け作業を行うことなく、簡単で楽に引き上げてのメンテナンスが可能となる経済的で整備性にも優れる改善された水中ポンプ装置を提供する。【解決手段】先行待機型水中ポンプにおいて、主軸１に取付けられる羽根車２と、羽根車２を回転自在に収容する羽根車室３と、羽根車室３のポンプ吸込み方向で上手側端に配置される吸込みカバー４と、羽根車２のポンプ吸込み方向で上手側部分に連通接続される通気手段５と、主軸１を駆動回転させるモータ６と、ポンプ支持部Ｃに対して着脱自在に装備するための取付部９とを有し、取付部９を用いてポンプ支持部Ｃに装着されている状態においてポンプ支持部Ｃに設けられる排水経路１４の流入口１４ａに液密に連通可能となるポンプ吐出口８ａが形成される。【選択図】図１
2008144629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に取付けられる羽根車と、前記羽根車を回転自在に収容する羽根車室と、前記羽根車室の上流側に配置される吸込みカバーと、前記羽根車の上流側に連通接続される通気手段と、前記主軸を回転駆動させるモータと、を有する先行待機型水中ポンプ装置であって、
ポンプ支持部に対してポンプを着脱自在に装着するための取付部を備え、前記取付部を用いて前記ポンプ支持部に装着されている状態において、前記ポンプ支持部に設けた排水経路の流入口に連通可能となるポンプ吐出口が形成されている先行待機型水中ポンプ装置。
【請求項２】
前記モータが前記羽根車の下方に配置されており、前記吸込みカバーが前記モータを囲繞する状態に配置されて、前記吸込みカバーで形成される下向きの吸込み口が上下方向視で環状を為すように構成されている請求項１に記載の先行待機型水中ポンプ装置。
【請求項３】
前記モータが前記羽根車の上方に配置され、かつ、そのモータの少なくとも一部が前記羽根車室又はこれに接続される揚水管に囲繞される状態に構成されている請求項１に記載の先行待機型水中ポンプ装置。
【請求項４】
前記吸い込みカバーには、整流板が内装されている請求項１〜３の何れか一項に記載の先行待機型水中ポンプ装置。
【請求項５】
前記通気手段が通気管を設けて成るとともに、ポンプピットの水位を検出可能な水位検出手段と、前記通気管の断続が可能な開閉弁とを設け、前記ポンプピットの水位が上昇して排水開始水位に到達すると前記開閉弁を閉弁し、かつ、前記ポンプピットの水位が下降して排水遮断水位に到達すると前記開閉弁を開弁する状態に制御する制御手段が装備されている請求項１〜４の何れか一項に記載の先行待機型水中ポンプ装置。
【請求項６】
前記通気手段が吸込みケーシング或いは吸込みカバーの周囲に設けられた複数の通気孔に接続される下方に開口した通気管で構成され、前記通気管の下端は前記揚水遮断水位付近で開口するように構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の先行待機型水中ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば雨水排水を目的として小型の地下水槽に設置されたり、合流式下水の雨水吐き室より公共水域への放流管途中に設置されたりする先行待機型水中ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の水中ポンプとしては、特許文献１において開示されるものが知られている。この水中ポンプは、モータが羽根車の下方に位置する構造上、ポンプピットの最深部にモータ配置用の下方凹穴を設け、吸込み口を吸水槽の下端部に配置できるように構成されている。従って、ポンプピットにおける水位が非常に低くなっても、駆動源であって発熱するモータを常時水に浸けて冷却することが可能になっている。
【０００３】
雨水等の排水目的のために設けられる水中ポンプにおいては、水位が高いときには迅速に排水できるように全速で運転し、水位が十分に低いときにはモータを停止させるオンオフ制御を行うのが装置の経済性の点からみて望ましい。そこで、特許文献１の水中ポンプに水位検出手段や制御装置を設ける等の改造を施すことにより、上記の運転制御を可能とさせることが考えられるが、水位の変動が激しい場合には、モータの発停回数が多くなってモータが過熱され、場合によっては絶縁破壊を起こす不都合が予測される。
【０００４】
そこで、モータの頻繁な発停を回避すべく水位の高低によって回転速度を上下させ、吐き出し量を調節するインバーター制御等を導入することも考えられるが、インバーター等の電気的制御装置は高価なものとなってしまうので、コスト的に実現させるのが難しい面がある。また、前記特許文献１に示される水中ポンプにおいて、吸込み口にゴミが溜って吸込みが悪くなったり不能になったとか、ポンプの部品交換を行うといった場合には水中ポンプを引上げて分解整備することになるが、そのためにはポンプの吐き出し配管を分解して水中ポンプを地下ポンプピットから取り出すという、面倒で時間も掛る作業を行う必要があった。
【０００５】
従って、モータの過熱を招くことなく水位に応じた運転が行えるとともにメンテナンスもし易い水中ポンプを実現させるには改善の余地が残されているものであった。
【特許文献１】特開平１１−３５１１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高価な電気制御装置を用いることなく水位に応じて吐き出し量が調節可能になるとともに、面倒で労力や時間を要する配管の分解や組付け作業を行うことなく、簡単に引き上げてのメンテナンスが可能となる経済的で整備性にも優れる改善された水中ポンプを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、先行待機型水中ポンプにおいて、主軸１に取付けられる羽根車２と、前記羽根車２を回転自在に収容する羽根車室３と、前記羽根車室３の上流側に配置される吸込みカバー４と、前記羽根車２の上流側に連通接続される通気手段５と、前記主軸１を回転駆動させるモータ６と、を有する先行待機型水中ポンプ装置であって、
ポンプ支持部Ｃに対してポンプを着脱自在に装着するための取付部９を備え、
前記取付部９を用いて前記ポンプ支持部Ｃに装着されている状態において、前記ポンプ支持部Ｃに設けた排水経路１４の流入口１４ａに連通可能となるポンプ吐出口８ａが形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の先行待機型水中ポンプ装置において、前記モータ６が前記羽根車２の下方に配置されており、前記吸込みカバー４が前記モータ６を囲繞する状態に配置されて、前記吸込みカバー４で形成される下向きの吸込み口４ａが上下方向視で環状を為すように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の先行待機型水中ポンプ装置において、前記モータ６が前記羽根車２の上方に配置され、かつ、そのモータの少なくとも一部が前記羽根車室３又はこれに接続される揚水管８に囲繞される状態に構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の先行待機型水中ポンプ装置において、前記吸い込みカバー４には、整流板４Ａが内装されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の先行待機型水中ポンプ装置において、前記通気手段５が通気管を設けて成るとともに、ポンプピット１３の水位を検出可能な水位検出手段３０と、前記通気管５の断続が可能な開閉弁２８とを設け、前記ポンプピット１３の水位が上昇して排水開始水位ＨＷに到達すると前記開閉弁２８を閉弁し、かつ、前記ポンプピット１３の水位が下降して排水遮断水位ＬＷに到達すると前記開閉弁２８を開弁する状態に制御する制御手段２７が装備されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の先行待機型水中ポンプ装置において、前記通気手段５が吸込みケーシング７或いは吸込みカバー４の周囲に設けられた複数の通気孔３１に接続される下方に開口した通気管３２で構成され、前記通気管３２の下端は前記揚水遮断水位付近で開口するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、水中ポンプを、通気手段を備える先行待機型に構成することにより、モータを定格運転状態（定格回転速度）に維持したままで、揚水されない低水位時の待機運転と高水位時の定常排水運転との切換え、又は待機運転と通気手段からの吸気と水とがポンピングされる中間水位時の気水混合運転、さらに定格排水運転へと移行できるようになる。その結果、ポンプピットの水位に応じてポンプを駆動する電動機を制御する必要がなくなり、制御装置等の費用を削減できるほか、電動機の短時間発停に伴う電動機の損傷等を防止させることができる。そして、水中ポンプはポンプ支持部に対して着脱自在であるから、ポンピングされた水等の液体を流入口を介してポンプ支持部の排水経路に吐出できる装着状態から、ポンプ支持部から外して分離させた取外し状態にすることにより、メカニカルシール等の部品交換や掃除といった水中ポンプのメンテナンスを簡単に行えるものとなる。さらに、通気手段もポンプと共にポンプピットから引き上げることができるので、通気手段にゴミが入ったり詰まったりといった通気手段のメンテナンスも簡単に行えるものとなる。
【００１４】
また、ポンプを駆動させる電動機が要求する最小発停間隔（時間）を維持するためのポンプピットの水容積が不要となり、ポンプピットを小型化することも可能になる。そして、面倒で労力や時間を要する設備の分解や組付け作業を行うことなく、簡単に引き上げてのメンテナンスが可能となるので経済的で整備性にも優れる改善された水中ポンプ装置を提供することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、モータがポンプとしての最も低い位置に配置されるので、羽根車の回転によるポンピングの有無とは関係なく常時ポンピング対象液中に漬かる状態を維持することができ、発熱するモータをポンピング対象液体による液冷作用によって良好に冷却できるようになる。加えて、モータを囲繞する環状の吸込み口が形成されるように吸込みカバーが配置されているので、気水混合運転や定常排水運転ではポンピング作用を用いて積極的にモータを液冷させることができ、その点でもモータの冷却性能に優れる水中ポンプとすることができる。また、冷却性能向上によってモータ専用の冷却装置が不要となり、小型で経済的な排水設備の実現に寄与する先行待機型水中ポンプ装置を提供することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、モータが羽根車の上方に配置され、モータの少なくとも一部が羽車室又はこれに接続する揚水管に囲繞されるため、水等のポンピング液体による液冷作用を受ける。このため、定常排水運転や気水混合運転時には積極的にモータの冷却が行えるものとなる。待機運転中は、前記液冷作用は生じないが、負荷が小さくモータもあまり発熱しないので、モータの冷却が問題になるおそれは少ない。その結果、冷却性能向上により、モータ専用の冷却装置が不要となり、小型で経済的な排水設備の実現に寄与する先行待機型水中ポンプ装置を提供することができる。
【００１７】
請求項４のように、整流板を設けることにより、吸込みカバー内側の吸込み経路における液体の流れを整えるように制御し、水位が低下してきた場合の吸込み渦の発生による吸込み効率の低下を回避してポンプ効率を改善することができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、水位が高くなると閉弁し、水位が低くなると開弁する開閉弁を通気管に設けてあるので、水位が排水開始水位を越えて上昇してゆく際には通気が遮断されて速やかに排水を開始し、水位が排水遮断水位を越えて下降してゆこうとする際にはモータは全速回転でありながら、通気管により吸込みカバー内に空気だまりを生じて排水が遮断される。このためポンプピットの水位に拘らずモータ及びこれに接続する羽根車を定格運転させたままで水位上昇時は排水し、下降時は待機状態となる。このため、運転操作が簡単となる利点が得られる。また、通気管の先端が常時気中にあることから、吸気とともにゴミなどの異物が通気管に侵入することもなく、管詰まりのおそれも回避される。
【００１９】
請求項６の発明によれば、通気手段を通気孔とこれに接続される下方に開口した通気管とで成るものとすれば、先行待機型とするための構成がシンプル化できる利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明による先行待機型水中ポンプ装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１〜図５は実施例１の水中ポンプ装置、図６〜図９は実施例２の水中ポンプ装置、そして図１０は実施例３の水中ポンプ装置に関する図である。尚、「上流側」とは、ポンピングによる液体流れ方向の上手側の意であり、「下流側」とは、ポンピングによる液体流れ方向の下手側の意である。
【００２１】
〔実施例１〕
実施例１による先行待機型の水中ポンプ装置Ａ及びこれを用いた排水設備を図１〜図３に示す。水中ポンプ装置Ａは、上下向きの主軸１に取付けられる羽根車２、羽根車２を回転自在に収容する羽根車室３、羽根車室３の上流側に配置される吸込みカバー４、羽根車２の上流側に連通接続される通気手段５、羽根車２の上方に配置されて主軸１を駆動回転させるモータ６、吸込みカバー４の上流側に接続される吸入ケーシング７、吸入ケーシング７の上方に接続される吐出エルボ８、及び吐出エルボ（揚水管の一例）８の上側部分に取付けられる引掛けガイド９等を有して構成されている。
【００２２】
羽根車室３は、吸込みカバー４の上部内壁の径を、羽根車２の回転軌跡外周に近接するように設定されている。羽根車２の下方側（上流側）には、主軸１の下端を覆う先（下方）窄まり状の（略三角錐状の）キャップ２Ａが装備されるとともに、そのキャップ２Ａに内端縁が沿う状態で吸込み経路ｓｗを区分する複数の整流板４Ａが、主軸１の軸心Ｐを中心とする放射状に吸込みカバー４の内側に形成されている。吸込みカバー４に整流板４Ａを設けたことにより、水位が低下してきた場合等にポンピングに伴って吸込みカバー４の内側から水面に架けての吸込み渦が生じ難くなり、それによって吸込み効率の低下を回避可能となる効果が得られる。尚、整流板４Ａの突出高さを低くして、キャップ２Ａとの間に所定の空隙を形成することにより、異物の通過性を確保するようにしても良い。
【００２３】
通気手段５は、羽根車２の直下における吸込みカバー４に屈曲形状の通気管を設けて構成されており、この通気管５を介して吸込みカバー４の内部空間が外部に連通されている。略逆向きＵ字状の通気管５は、モータ６のほぼ上端の高さ位置まで一旦持上げられてから、先端の開口部５ａが揚水遮断水位（排水遮断水位の一例）ＬＷに相当する高さまで落し込まれている。
【００２４】
吸入ケーシング７は主軸１を囲繞する内ケース壁７ａと、内ケース壁７ａとで上下方向視が環状を為す流体経路を形成する外ケース壁７ｂと、これら両ケース壁７ａ，７ｂを連結する複数の仕切り壁７ｃとから構成されており、内ケース壁７ａの内部には、メカニカルシール１０や浸水検知器１１等が装備されている。内ケース壁７ａの上端には、モータ６を囲繞する筒状のモータフレーム６Ｆが接続されており、吐出エルボ８に内装されるモータフレーム６Ｆは、吐出エルボ８の上端部に形成される大開口部８ｂに内嵌装備されるとともに、その大開口部８ｂを通して装脱できるように構成されている。モータ６が吐出エルボ８に内装されているので、ポンピングによって吸い上げられる水の流れにより、モータフレーム６Ｆを冷却することが可能に構成されている。
【００２５】
吐出エルボ８に接続される引掛けガイド９は、ポンプ支持部Ｃ（後述）に対して着脱自在に装備するための取付部であり、側面視鉤状の引掛けガイド９を用いてポンプ支持部Ｃに装着されている状態においてポンプ支持部Ｃに設けられる排水経路１４の流入口１４ａに連通可能となるポンプ吐出口８ａが吐出エルボ８に形成されている。つまり、実施例１の先行待機型水中ポンプＡは、通気管５も含めて着脱自在にポンプ支持部Ｃに取付けられるものに構成されている。
【００２６】
次に、上記の水中ポンプＡを用いた排水設備について説明する。図２に示すように、排水設備Ｓは、流入管部１２に続いて地中に形成されたコンクリート製のポンプピット１３に、立軸水中ポンプＡと破砕機Ｂとを配置して構成されている。ポンプピット１３の一側には、斜め横向きのフランジ開口部１５を有する吐出し管（排水経路の一例）１４が固定装備されており、ポンプピット１３に固定される左右一対のガイドバー１６に沿って立軸水中ポンプＡの下降移動により、引掛けガイド９をフランジ開口部１５に引掛けての装着状態が得られる。この装着状態では、立軸水中ポンプＡの自重により、フランジ形状のエルボ開口部８Ａがフランジ開口部１５に密着し、ポンプ吐出口８ａと流入口１４ａとが連通するように構成されている。
【００２７】
つまり、先行待機型立軸水中ポンプＡは、一対のガイドバー１６，１６に沿っての下降移動により、ポンプ吐出口８ａが吐出し管１４の流入口１４ａに液密に連通可能となるように引掛けガイド９によってポンプ支持部Ｃであるフランジ開口部１５に自重を利用して設置される装着状態と、一対のガイドバー１６，１６に沿っての上昇移動により、フランジ開口部１５、即ち吐出し管１４から離脱された取外し状態との切換えが自在に吐出し管１４に支持される構成となっている。そのため、引掛けガイド９の左右夫々には、上下方向視で半円状を為してガイドバー１６に沿う凹入部９ａが形成されている。
【００２８】
スクリーン付破砕機Ｂの一例を図２及び図３（ａ），（ｂ）に示す。スクリーン付破砕機Ｂは、ポンプピット１３の底璧１３ａ、及び左右側壁１３ｂ，１３ｃに密着状に嵌る大きさの枠体１７に、駆動回転される左右一対のドラム形スクリーン１８、一対で回転するカッター刃１９、駆動モータ２０等から成る破砕機構２１とで構成されている。水の流れ方向上流側に位置するドラム形スクリーン１８は、粗いゴミや異物を堰き止め、回転によってカッター部にゴミを送り込む。一対のカッター１９，１９の中心部で破砕されたゴミはポンプに吸い込まれてもポンプに詰まらない大きさに破砕されている。一方で水は両側のドラム形スクリーン１８を通過するため、大水量がスクリーン付破砕機Ｂを通過できる。即ち、このように構成すると小型のピット内でポンプに支障のあるゴミを破砕し、無害化することが可能となり、ポンプピットの設置が容易となる。
【００２９】
立軸水中ポンプ装置Ａの運転状況の概要は図４に示すようになっている。大雨等でポンプピット１３に水が流入してくる前（ポンプピット１３内に水が無いか非常に水位が低い状態）にポンプを駆動して待機運転（気中運転）を行うことが可能である。その後水位が上昇し揚水開始水位（排水開始位置の一例であり、羽根車２下端位置付近）ＨＷに達すると羽根車２のポンピング作用により、揚水が開始される。揚水開始によりポンプピット13の水位が下降に転じて揚水遮断水位（通気管開口５ａ位置付近）ＬＷに達すると通気管５より吸気し、羽根車２下端とポンプピット１３の水面との間に空気溜りを生じ、ポンプは運転状態のまま揚水されない状態となる。
【００３０】
この時、羽根車２より上部の水は羽根車２のポンピング作用により落水せず攪拌状態となるが、動力は殆ど消費しない。この状態を待機運転（撹拌運転）と称する。揚水が遮断されることにより再びポンプピット１３の水位が上昇に転じて揚水開始水位ＨＷに達すると待機（攪拌）運転から排水運転に切換る。
【００３１】
このようにして、ポンプは全速で駆動したまま待機運転と排水運転とがポンプピット１３の水位の昇降に応じて自動的に切換ることが本出願の立軸水中ポンプ装置Ａの特徴である。また、ポンプの停止は、待機運転が長時間連続した際に動力の節約のために、タイマー２５等を用いて停止させる場合もある。また、排水運転中のポンプピット１３の水位下降局面いおいて、通気管５の取付位置と吸込みカバー４の吸込口の位置との関係により、揚水遮断水位ＬＷの付近で一時的に通気管５から吸気しながら排水も行うという気水混合運転となる場合もある。
【００３２】
ところで、図４に示すように、待機運転時間が予め定められた所定時間を越えて長時間継続されるに従ってモータ６への電力供給を断ち、ポンプの運転を停止させる制御が行われるようにしても良い。例えば、図５に示すように、モータ６への電力供給経路に配備される電流計等の電流検知手段２３、モータ６への電力供給を断続する電源断続手段２４、タイマー２５、遮断されている電力を通電状態に切換える起動スイッチ２６、及びこれらが電気的に接続される制御装置（制御手段の一例）２７を設けて運転制御回路Ｅを構成する。ポンプの空駆動（待機運転）による低電流状態を電流検知手段２３が検知してから所定時間の経過をタイマー２５が検出するに伴い、電源断続手段２４が遮断動作してモータ６への通電を断って立軸水中ポンプＡを停止させることができる。そして、その後に雨天になるときや大雨が予測されるようなときには、起動スイッチ２６を操作して立軸水中ポンプＡを先行運転させることが可能である。
【００３３】
定常排水運転及び気水混合運転の状態では常にモータフレーム６Ｆが揚水で冷却される水冷作用が得られており、モータ６を十分に冷却することができる。待機運転の状態では、モータ６周囲の水流が無くモータフレーム６Ｆの水冷作用も弱いが、駆動負荷が軽いのでモータ６に大きな負荷が掛らず、従ってモータ６が過熱されるというおそれは少ない。つまり、実施例１による立軸水中ポンプ装置Ａの運転中においては、モータ６は良好に冷却される構成となっている。尚、必ずしもモータ６全体を吐出エルボ８で囲繞する必要はなく、少なくとも一部が囲繞されておれば揚水による水冷作用を得ることができる。
【００３４】
そして、部品交換や掃除等の立軸水中ポンプ装置Ａのメンテナンスが必要なときには、簡易クレーン等の引き上げ手段（図示省略）を用いて一対のガイドバー１６，１６に沿って吊り上げ移動させることにより、極簡単に吐出し管１４から離脱させることができる。従って、立軸水中ポンプＡが地上に引上げられてポンプ単体の状態としてから、楽にメンテナンスすることが可能になっている。またこのとき、通気管５もポンプと共に引上げられるので、通気管5部分のメンテナンスも容易に行うことができる。
【００３５】
図５に示す運転制御回路Ｅは、立軸水中ポンプＡに装備させて制御装置付ポンプとして構成することが可能であるが、例えば、ポンプピット１３上方に配置される制御箱（図示省略）に収容してモータ６とは電線で繋ぐようにする等、立軸水中ポンプＡとは別体のものとして設けることにより、排水設備として機能する構成のものとしても良い。また、通気手段５の取付位置は、羽根車２の下端位置から吸込みカバー４の下端位置の間で適宜に設定することができる。
【００３６】
〔実施例２〕
実施例２による先行待機型の水中ポンプＡ及びこれを用いた排水設備を図６，図７に示す。実施例２の立軸水中ポンプＡは、モータ６が羽根車の下方、即ちポンプとしての最も低い位置に配置される構造のものであり、実施例１の立軸水中ポンプと同じ機能を有する部品には同一の符号を付して説明が為されたものとする。図７に示す排水設備Ｓにおいては、スクリーン付破砕機Ｂは設けておらず、モータ６の下端はポンプピット１３の底璧１３ａに近接した低い位置となる状態に吐出し管１４に引掛け装着されている。
【００３７】
羽根車室３は、吐出エルボ８の下端部の内部空間として形成されており、吸入ケーシング７の下端に接続される吸込みカバー４は、モータ６（モータフレーム６Ｆ）の一部又は全部を囲繞するとともに、上下方向視で環状の吸込み経路ｓｗを形成する状態に構成されている。つまり、吸込みカバー４がモータ６を囲繞する状態に配置されて、吸込みカバー４で形成される下向きの吸込み口４ａが上下方向視で環状を為すように構成されている。モータ６下端配置の立軸水中ポンプＡでは、気水混合運転及び定常排水運転における水冷作用に加えて、待機運転の状態でもモータフレーム６Ｆはポンプピット１３に貯留されている水（揚水遮断水位ＬＷ以下の貯留水）に浸漬されており、それによってモータ６の冷却が可能となる利点がある。
【００３８】
実施例２の立軸水中ポンプＡでは、図６，図７，図９に示すように、通気管５の上端部に、通気管５の断続が可能な開閉弁２８とその切換操作用の切換モータ２９が装備されるとともに、ポンプピット１３の水位を検出可能な水位検出手段３０が、実施例１の運転制御回路Ｅ（図５参照）に加えられた構成の運転制御回路Ｆが装備されている。水位検出手段３０は、例えば、揚水遮断水位ＬＷ及び揚水開始水位ＨＷを検出すべくポンプピット１３に設置されるセンサで構成することが考えられるが、それ例外の手段（例えば、吸込みカバー４の外面にセンサを装備する手段）でも良い。
【００３９】
図８に示すように、実施例２の水中ポンプＡの運転状況は、基本的には図４に示す実施例１のものと同じであるが、それに上述した開閉弁２８の開閉操作が加わる。即ち、水位が上昇して揚水開始水位ＨＷに到達すると、そのことの水位検出手段３０の検出情報によって駆動される切換モータ２９が開閉弁２８を閉弁し、通気管５が閉じられる。そして揚水開始水位ＨＷを越えて上昇した水位が下降して揚水遮断水位ＬＷに到達すると、そのことの水位検出手段３０の検出情報によって駆動される切換モータ２９が開閉弁２８を開弁し、通気管５が開放される。再び水位が上昇して揚水開始水位ＨＷに到達すると開閉弁２８が閉弁される。
【００４０】
上記のような構成により、大雨等でポンプピット１３に水が流入してくる前（ポンプピット１３内に水が無いか非常に水位が低い状態）にポンプを駆動して待機運転（気中運転）を行うことが可能である。その後水位が上昇し揚水開始水位ＨＷに達すると、開閉弁２８が閉弁されることも加わって羽根車２のポンピング作用による揚水が速やかに開始される。揚水開始によりポンプピット13の水位が下降に転じて揚水遮断水位（有害な渦を吸わない水位）ＬＷに達すると、開閉弁２８が開弁されることによって通気管５より吸気し、羽根車２下端とポンプピット１３の水面との間に空気溜りを生じ、ポンプは運転状態のまま揚水されない状態（前記待機運転の状態）となる。そして、揚水が遮断されることにより再びポンプピット１３の水位が上昇に転じて揚水開始水位ＨＷに達すると、開閉弁２８が閉弁されて待機（攪拌）運転から排水運転に切換る。
【００４１】
つまり、実施例1の場合と同様に、ポンプは全速で駆動したまま待機運転と排水運転とがポンプピット１３の水位の昇降に応じて自動的に切換るとともに、ポンプの停止は、待機運転が長時間連続した際に動力の節約のために、タイマー２５等を用いて停止させる場合もある。また、通気管５の開口端５aは常に気中にあるためここから水を吸うことはなく、あらゆる水位の昇降局面において気水混合運転となることはない。
【００４２】
通気管５の開口端５は常に気中ににあるためここからゴミを吸うことはない利点がある。この実施例２においても、運転制御回路Ｆを立軸水中ポンプ装置Ａに装備させる手段を採ることが可能であり、また、水位検出手段３０をポンプピット１３に配備させる等、運転制御回路Ｆの構成部品を立軸水中ポンプ装置Ａ以外の箇所に設ける構成、即ち排水設備として機能する構成のものとしても良い。また、通気管５の破損のおそれを少なくできるように、通気管５を吐出エルボ８に沿うように配置することでポンプ本体からの突出量を小さくしても良い。また、吐出エルボ８との間に適宜にサポート部材を取付けても良い。
【００４３】
〔実施例３〕
実施例３による先行待機型の水中ポンプ装置Ａは、図１０に示すように、図６の実施例２の立軸水中ポンプの通気手段５を変更したものである。通気手段５は、羽根車室３の周囲数箇所に形成される通気孔３１と、通気孔３１に接続される下方に開口した通気管３２とで構成されている。
【００４４】
この実施例３の立軸水中ポンプ装置Ａの運転状況は、実施例１のものと基本的に同じであるが、通気管３２が複数ある点と通気管３２の下端が揚水遮断水位ＬＷ付近で下向きに開口し短く構造がシンプル化される点で異なる。尚、通気管３２は、吸込みカバー４に着脱自在に装着するようにしても良い。このようにすることで、通気管３２の長さや通気断面積の調整が可能になる。また、一部の通気管３２に替えて通気孔を塞ぐ封止板を用いることで通気断面積を調整することもできるようになる。また、複数の通気孔３２に跨る扁平な通気管を用いることで、通気管の本数を減らすように構成しても良い。
【００４５】
以上述べたように、本発明による先行待機型水中ポンプ装置によれば、ポンプピット１３の水位の上下に応じて自動的に通気手段５による吸気量が制御されてポンプの運転状態が切換えられ、ポンプピット１３の水位の上下による頻繁なポンプＡの（モータ６の）発停を防止することが可能になる。吸込みカバー４内に複数の整流板４Ａを形成したので、表面吸込み渦の発生を防止する等の整流作用が生じ、ポンプの正常な運転が可能となる。ポンプ装置Ａ直前にスクリーン付破砕機Ｂを設ける構成（図２参照）では、流入水中のゴミは破砕機Ｂによって細分化され、ポンプＡを閉塞させることなく排出させることができる。この場合、流入水は主にスクリーン２２を通過するので損失は少ない。尚、上記実施例の説明では気水切替運転を行う例を示したが、気水混合運転を行うように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例１による先行待機型水中ポンプの構造を示す断面図
【図２】図１の水中ポンプの使用状況を示す概略図
【図３】図２に示すゴミ破砕機の（ａ）正面図、（ｂ）平面図
【図４】図１の水中ポンプの運転状況を示す運行グラフ図
【図５】図１の水中ポンプ用の運転制御回路を示す系統図
【図６】実施例２による先行待機型水中ポンプの構造を示す断面図
【図７】図６の水中ポンプの使用状況を示す概略図
【図８】図６の水中ポンプの運転状況を示す運行グラフ図
【図９】図６の水中ポンプ用の運転制御回路を示す系統図
【図１０】実施例３による先行待機型水中ポンプの構造を示す断面図
【符号の説明】
【００４７】
１          主軸
２          羽根車
３          羽根車室
４          吸込みカバー
４Ａ        整流板
４ａ        吸込み口
５          通気手段
６          モータ
８          揚水管
８ａ        ポンプ吐出口
９          取付部
１３        ポンプピット
１４        排水経路
１４ａ      流入口
２７        制御手段
２８        開閉弁ｘ
３０        水位検出手段
３１        通気孔
３２        通気管
Ａ          先行待機型水中ポンプ装置
Ｃ          ポンプ支持部
ＨＷ        排水（揚水）開始水位
ＬＷ        排水（揚水）遮断水位
ｓｗ        吸込み経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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