(57)【要約】【課題】先行待機運転に適した、運転や維持管理の容易なポンプを提供する。【解決手段】水中に配置されるモータ１５１と、モータ１５１により回転され、水槽内の水を吸い込む羽根車１２０と、羽根車１２０の回転速度を前記水槽の水位に応じて変化させる回転速度制御装置１６２とを備える水中モータポンプ。回転速度制御装置を備えるので、羽根車の回転速度を水槽の水位に応じて変化させることができ、ポンプの運転を水位に応じて安定させることができる。【選択図】  図１
2004308508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に配置されるモータと；
前記モータにより回転され、水槽内の水を吸い込む羽根車と；
前記羽根車の回転速度を前記水槽の水位に応じて変化させる回転速度制御装置とを備える；
水中モータポンプ。
【請求項２】
前記水槽の水位を検出し、検出信号を前記回転速度制御装置に伝える水位検出器を備える、請求項１に記載の水中モータポンプ。
【請求項３】
前記モータは交流電動機であり、該交流電動機に供給される交流電源の周波数を変換するインバータを備える、請求項１又は請求項２に記載の水中モータポンプ。
【請求項４】
水中に配置されるモータと；
前記モータにより回転され、水槽内の水を吸い込む羽根車と；
前記羽根車の上流側に配置され、前記羽根車に向けて前記水を流す吸込管と；
前記吸込管に形成された空気吸込口に一端が接続され、前記空気吸込口よりも高い位置に他端が開口する空気管とを備える；
水中モータポンプ。
【請求項５】
前記モータは、回転子を外部から封止するモータケーシングと；
前記回転子を回転させる回転軸と；
前記モータケーシングの前記回転軸の貫通部に設けられた軸封装置と；
前記モータケーシングの内部に設置され、前記モータの回転子を回転可能に支持する転がり軸受とを有する；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水中モータポンプ。
【請求項６】
前記モータと前記羽根車とは一体となりモータ羽根車組立体を構成し；
前記モータ羽根車組立体を収納する、鉛直方向に配置される円筒状の外部ケーシングを備え；
前記モータ羽根車組立体には前記外部ケーシングに嵌合する嵌合座が形成され、前記外部ケーシングには前記嵌合座を受ける受け座が形成されている；
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水中モータポンプ。
【請求項７】
前記吸込管は前記外部ケーシングに取り付けられている、請求項６に記載の水中モータポンプ。
【請求項８】
水中に配置されるモータにより回転され水槽内の水を吸い込む羽根車を有する水中モータポンプの運転方法であって；
前記水槽の水位を検出する工程と；
前記検出した水位が、前記ポンプが水を吸い上げなくなる水位であるエアロック水位以下のとき最低回転速度で運転し、前記検出した水位が、前記エアロック水位より高く且つ前記水中モータポンプの最低運転水位以下のとき前記最低回転速度と前記水中モータポンプの１００％回転速度との中間の回転速度で運転し、前記検出した水位が、前記最低運転水位よりも高いとき１００％の回転速度で運転する；
水中モータポンプの運転方法。
【請求項９】
前記モータは交流電動機であり、前記エアロック水位を前記モータの電流値と力率に基づいて検知する、請求項８に記載の水中モータポンプの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立軸ポンプに関し、特に先行待機運転に適する立軸ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から図８に示すように、縦方向に配置された軸の先端に羽根車１２を備え、羽根車１２に水と共に空気を吸い込ませることにより、吸込水槽１の最低運転水位ＬＷＬ以下でも運転を継続することを可能にした立軸ポンプ３があった。このポンプ３では、羽根車１２入口側の吸込管１４に貫通孔１５を設け、貫通孔１５に、外気に開口１６ａした空気管１６を取り付け、最高水位ＨＷＬより低い最低運転水位ＬＷＬ以下で、貫通孔１５を経て流入する空気の流入量を水位に応じて変化させて徐々に排水量を低下するようにしていた。貫通孔１５は、水位ＬＷＬからｈ≒ｖ２／２ｇだけ低い位置ＬＬＷＬに開けられている。ｖはその部分の水の流速、ｇは重力加速度である。
【０００３】
羽根車１２は、鉛直方向に配置された回転軸１１に固着され、回転軸１１は筒状の吐出ケーシング１５中を鉛直方向上方に延在している。吐出ケーシング１５は最高水位ＨＷＬよりも上方で直角に水平方向に曲がっている。延在する回転軸１１は、この曲管部を上方に貫通して、吐出ケーシング１５の外部に設置されたモータ１７の回転軸に連結されている。羽根車１２はモータ１７により回転駆動される。回転軸１１は軸受１８ａ、１８ｂ、１８ｃで回転可能に支持されている。
【０００４】
このようにして、例えば大都市の雨水排水用として、吸込水位に関係なく降雨情報等により予めポンプを始動しておき、低水位から水位が上昇するときは空運転から水量を徐々に増やしながら全量運転へ、また高水位から水位が低下するときは全量運転から水量を徐々に減らしながら空運転へと、スムーズに運転を移行できるようにしていた。このようなポンプは、先行待機運転用のポンプと言われ、ケーシング下端よりも低い水位ＬＬＬＷＬで始動される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平３−５６８９５号公報（第１図、第２図、第３図、第５図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のポンプでは、モータ１７が水槽１の上方に張られた床上に設置されており、長い回転軸１１を必要としていた。特に、水槽１が深いときは、軸受として、羽根車１２近傍の軸受１８ａ、モータ１７の近傍の軸受１８ｃの他に、回転軸１１の安定した回転を確保するため中間軸受１８ｂを設けなければならなかった。したがって水中及び気中での運転に耐える軸受が必要となり、また軸受の潤滑、空気中での冷却等への配慮が必要となる。このように、ポンプの構造が複雑であり、運転や維持管理に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、先行待機運転に適した、運転や維持管理の容易なポンプを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による水中モータポンプは、例えば図１に示されるように、水中に配置されるモータ１５１と；モータ１５１により回転され、水槽内の水を吸い込む羽根車１２０と；羽根車１２０の回転速度を前記水槽の水位に応じて変化させる回転速度制御装置１６２とを備える。また典型的には、羽根車１２０の上流側に配置され、羽根車１２０に向けて前記水を流す吸込管１３２を備える。
【０００９】
このように構成すると、水中に配置されるモータを備えるので、運転や維持管理の容易なポンプを提供することができ、回転速度制御装置を備えるので、羽根車の回転速度を水槽の水位に応じて変化させることで、ポンプの運転を安定させることができる。
【００１０】
また請求項２に記載のように、請求項１に記載の水中モータポンプでは、前記水槽の水位を検出し、検出信号を回転速度制御装置１６２に伝える水位検出器１６３を備えるようにしてもよい。
【００１１】
このように構成すると、水位検出器を備えるので、回転速度制御装置で回転速度を変化させるにあたって、必要な水位を検出することができる。
【００１２】
また請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２に記載の水中モータポンプでは、モータ１５１は交流電動機であり、該交流電動機に供給される交流電源の周波数を変換するインバータ１６２を備えるようにしてもよい。
【００１３】
このように構成すると、インバータを備えるので、周波数を変換し、ひいてはモータの回転速度を容易に変化させることができる。
【００１４】
前記目的を達成するために、請求項４に係る発明による水中モータポンプは、例えば図７に示されるように、水中に配置されるモータ１５１と；モータ１５１により回転され、水槽内の水を吸い込む羽根車１２０と；羽根車１２０の上流側に配置され、羽根車１２０に向けて前記水を流す吸込管１３２と；吸込管１３２に形成された空気吸込口１１６ａに一端が接続され、空気吸込口１１６ａよりも高い位置に他端が開口１１６ｂする空気管１１６とを備える。
【００１５】
このように構成すると、吸込管に形成された空気吸込口に一端が接続され、空気吸込口よりも高い位置に他端が開口する空気管を備えるので、水位に応じて空気吸込口から、空気を吸い込むことができ、気水混合運転が可能となる。それにより空気吸込渦の発生を抑制できる。
【００１６】
このとき、空気管の他端の開口位置は、典型的には水槽の最高水位よりも上方である。このように構成すると、空気管から水中の異物を吸い込んでしまうのを防止できる。水中モータポンプは典型的には立軸ポンプである。空気吸込口は複数とするのが好ましい。複数の空気吸込口は吸込管の周方向に等配とするのが好ましい。
【００１７】
また請求項５に記載のように、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水中モータポンプでは、モータ１５１は、回転子１５２を外部から封止するモータケーシング１５７と；回転子１５２を回転させる回転軸１２１と；モータケーシング１５７の回転軸１２１の貫通部に設けられた軸封装置１５６と；モータケーシング１５７の内部に設置され、モータ１５１の回転子１５２を回転可能に支持する転がり軸受１５４、１５５とを有するようにしてもよい。
【００１８】
このように構成すると、モータは、回転子を外部から封止するモータケーシングと、回転子を回転させる回転軸と、モータケーシングの回転軸の貫通部に設けられた軸封装置を備えるので、モータを乾式に構成することができる。
【００１９】
また請求項６に記載のように、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水中モータポンプでは、モータ１５１と羽根車１２０とは一体となりモータ羽根車組立体１０１を構成し；モータ羽根車組立体１０１を収納する、鉛直方向に配置される円筒状の外部ケーシング１３１を備え；モータ羽根車組立体１０１には外部ケーシング１３１に嵌合する嵌合座１２４ｂが形成され、外部ケーシング１３１には嵌合座１２４ｂを受ける受け座１３６が形成されているようにしてもよい。典型的には、嵌合座と受け座が合体すると、モータ羽根車組立体と外部ケーシングとの芯が合うように構成されている。
【００２０】
このように構成すると、嵌合座と受け座を備えるので、モータ羽根車組立体と外部ケーシングとの組立が容易となる。
【００２１】
また請求項７に記載のように、請求項６に記載の水中モータポンプでは、吸込管１３２は外部ケーシング１３１に取り付けられるようにしてもよい。
【００２２】
前記目的を達成するために、請求項８に係る発明による水中モータポンプの運転方法は、例えば図４に示されるように、水中に配置されるモータにより回転され水槽内の水を吸い込む羽根車を有する水中モータポンプの運転方法であって；前記水槽の水位を検出する工程Ｓ２と；前記検出した水位が、前記ポンプが水を吸い上げなくなる水位であるエアロック水位以下のとき（Ｓ４）最低回転速度（２０％）で運転し（Ｓ７）、前記検出した水位が、前記エアロック水位より高く且つ前記水中モータポンプの最低運転水位以下のとき前記最低回転速度と前記水中モータポンプの１００％回転速度との中間の回転速度で運転し（Ｓ５）、前記検出した水位が、前記最低運転水位よりも高いとき１００％の回転速度で運転する（Ｓ３）。水中モータポンプは、典型的には、前記羽根車の上流側に配置され前記羽根車に向けて前記水を流す吸込管を有する。
【００２３】
また請求項９に記載のように、請求項８に記載の水中モータポンプの運転方法では、前記モータは交流電動機であり、前記エアロック水位を前記モータの電流値と力率に基づいて検知するようにしてもよい（Ｓ６）。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２５】
図１の断面図を参照して、本発明の第１の実施の形態である立軸ポンプを説明する。図１（ａ）に示す水中モータポンプ１００は、先行待機運転用のポンプである。
【００２６】
先行待機運転とは雨水がポンプ吸水槽に流入する前にあらかじめポンプを始動し、水位（Ｌｅｖｅｌ）Ｌの上昇にしたがって排水を始め、水位が低下してもポンプを停止させずに運転することである。排水を始めても、水中モータポンプ１００は、空気吸込渦を発生しないよう、回転速度を調節する。
【００２７】
図１を参照して水中モータポンプ１００の構造を説明する。水中モータポンプ１００は、鉛直方向に配置される円筒状の吐出ケーシング本体１３１を備え、吐出ケーシング本体１３１下端に吸込管としての吸込ベルマウス１３２が取り付けられている。吸込ベルマウス１３２の上端部には円板状の出口フランジ部１３２ａが形成されており、出口フランジ部１３２ａの外周は、円筒状の吐出ケーシング本体１３１の下端に密封的に固定されている。出口フランジ部１３２ａの内側には、吸込ベルマウス１３２の壁に沿って、後述のライナーケーシングと突き合わされる突合部１３２ｂが形成されている。突合部１３２ｂは、出口フランジ部１３２ａの面から僅かに盛り上がっている。
【００２８】
出口フランジ部１３２ａと吐出ケーシング本体１３１の下端との密封的な固定構造を図２の部分断面図を参照して具体的に説明する。
（ａ）の例では、吐出ケーシング本体１３１は鋼製の円筒状のケーシングとして構成されており、その下端には水平方向の鋼製のフランジ１３１ｂが溶接で取り付けられている。フランジ１３１ｂにフランジ１３２ａがボルトで固定される。
（ｂ）の例では、吐出ケーシング本体１３１が鋳鉄製であり、フランジ１３１ｂが吐出ケーシング本体１３１と一体で鋳造されている。そして、フランジ１３１ｂにフランジ１３２ａがボルトで固定される点は（ａ）と同様である。
（ｃ）の例では、吐出ケーシング本体１３１と吸込管１３２とが鋳鉄の一体構造となっている。したがって、前記フランジ１３１ｂとフランジ１３２ａの部分も含めて、全体が一体で構成されている。
【００２９】
吐出ケーシング本体１３１の内部には、吸込ベルマウス１３２の上方に、ライナケーシング１２３とガイドベーンケーシング１２４が配列されている。ライナケーシング１２３とガイドベーンケーシング１２４とは水平方向のフランジで締結されている。吐出ケーシング本体１３１、吸込ベルマウス１３２、ライナケーシング１２３、ガイドベーンケーシング１２４が、広い意味のケーシング１３０を構成している。
【００３０】
図１（ｂ）の部分断面図に示すように、ガイドベーンケーシング１２４の外周には、円環状の嵌合座１２４ｂが形成されている。嵌合座１２４ｂには、逆円錐台形状に形成されたテーパ状の嵌合座面１２４ａが形成されている。
【００３１】
外部ケーシングとしての吐出ケーシング本体１３１の内面には、円環状の受け座１３６が形成されている。受け座１３６には、嵌合座１２４ｂの嵌合座面１２４ａと嵌合するように、テーパ状の受け座面１３６ａが形成されている。
【００３２】
円筒状の吐出ケーシング本体１３１の中心軸線に一致するように、縦方向（鉛直方向）に回転軸１２１が配設され、回転軸１２１の下方先端にオープン型の羽根車１２０が取りつけられている。羽根車１２０の外周（オープン羽根の先端）と僅かな隙間をもってライナケーシング１２３が羽根車１２０を収納している。水中モータポンプ１００は、立軸の斜流ポンプ又は軸流ポンプである。また羽根車１２０の吐出側にはガイドベーン１２２が配設されている。ガイドベーン１２２は、ガイドベーンケーシング１２４と一体に形成されている。
【００３３】
先行待機運転用のポンプとしては、不図示の軸流ポンプが用いられることもある。軸流ポンプは、吐出ヘッドに対して流量が比較的大きい場合に適する。
【００３４】
ガイドベーン１２２の鉛直方向上方には、羽根車１２０を回転させる電動モータ１５１が配置される。本実施の形態では、電動モータ１５１の回転軸は、羽根車１２０の回転軸１２１と共通の軸である。
【００３５】
電動モータ１５１は、乾式モータであり、内部を外部から封止密閉し、水が内部に侵入しないように、モータケーシング１５７で全体が囲われている。モータケーシング１５７の下部には、回転軸１２１の貫通部があり、この貫通部には軸封装置としてのメカニカルシール１５６が設けられている。
【００３６】
メカニカルシール１５６とモータケーシング１５７とで密封された内部には、回転軸１２１に固着された回転子１５２、回転子１５２と僅かな隙間をもってその外周に配置された固定子１５３及び回転軸１２１を回転可能に支持する下部軸受１５４と上部軸受１５５が収納されている。
【００３７】
固定子１５３は、モータケーシング１５７に固定されている。下部、上部の軸受１５４、１５５は、給油を必要としない潤滑剤封入型の軸受とするのが好ましい。本実施の形態では、グリースを封入した転がり軸受を使用している。羽根車１２０は、モータ１５１と共通の回転軸１２１に取り付けられているので、軸受は、２つの転がり軸受１５４、１５５で済む。特に、スラスト荷重（羽根車１２０、回転軸１２１、回転子１５２を含む回転体の重量と羽根車１２０にかかる流体力）も受けられるように、転がり軸受１５４、１５５の少なくとも一方をアンギュラーコンタクト型のボール軸受とするとよい。
【００３８】
モータケーシング１５７の上部からは、モータ駆動用の電源ケーブルが引き出されている。ケーブル引き出し部は水がモータの内部に侵入しないようにシールされている。
【００３９】
吐出ケーシング本体１３１は、前述のように回転軸１２１と中心軸線を同一とする円筒状の缶胴部分からなり、缶胴部分の下端は吸込ベルマウス１３２とその出口フランジ部で蓋がされている。缶胴部分の上端は、吐出ケーシング上蓋１３４で蓋がされている。吐出ケーシング上蓋１３４は円板であり、吐出ケーシング本体１３１の缶胴部分の上端に取り付けられたフランジに締結されることにより、吐出ケーシング本体１３１の缶胴部分を蓋している。
【００４０】
吐出ケーシング本体１３１には、据え付け用の吐出ケーシング据付座１３５が取り付けられており、該据付座で据付台であるコンクリート製の床１７１に据え付けられている。コンクリート製の床は、ポンプ機場基礎でもある。吐出ケーシング本体１３１の、ケーシング据付座１３５と、上蓋で蓋をされた上端のフランジとの間には、水平方向に吐出管が導出され、該吐出管には吐出フランジ１３３が取りつけられており、フランジ１３３により、不図示の吐出配管と接続されている。吐出配管は雨水を河川や海等に導いて排出するための配管である。
【００４１】
羽根車１２０は、後述の最低水位ＬＷＬよりも下方に配置されている。羽根車１２０の本体部分全体、又は少なくともその一部、特にそこまで水位があれば羽根車１２０が水を吸い上げる先端部が最低水位ＬＷＬよりも下方に配置されている。
【００４２】
次にポンプ１００の高さ方向の構造と水位の関係を説明する。水位ＨＷＬは前述のように、水槽の許容水位である。水位Ｌがこれ以上に上昇することはない。その下方に最低水位ＬＷＬがある。これは、ポンプ固有の値であり、水位がこれ以下になると何らかの問題が起こりポンプの運転が継続できなくなる水位である。典型的には、それ以下では吸込管１３２の下端から渦状に空気を吸い込み（図７（ｂ）参照）、振動や騒音が発生し運転が継続できなくなる水位Ｌｃと一致する。これはポンプ固有の値であり、羽根車１２０の回転速度が全速のままであるとき水位が最低水位ＬＷＬ（Ｌｃ）を下回ると運転の継続が困難になる。本実施の形態では、後述のように羽根車１２０の回転速度を調節することにより、低水位での運転を可能にしている。しかし水位ＬＷＬは渦状の空気吸込以外の条件で定まる場合もある。
【００４３】
設計上の最低水位Ｌｄ（Ｄｅｓｉｇｎ  Ｌｅｖｅｌ）は、水位ＬＷＬと少なくとも等しく、通常はそれよりも高くなるようにする。設計上の最低水位Ｌｄは、吸込管１３２の下端から吸込管の内径に対して所定の係数を乗じて簡易的に求めている。係数は例えば、１．１とする。設計値はある程度の余裕を有しており、実機の回転速度を変えずに水位を低下させて行った場合、設計的に定めた最低水位Ｌｄを多少下回っても運転は可能である。
【００４４】
設計上の最低水位Ｌｄ乃至は最低水位ＬＷＬの下方には、羽根車２０の吸込開始水位ＳＬＷＬがある。この水位は、羽根車１２０の先端部分の水位に相当する。低い水位から水位が上昇して、羽根車１２０が水に接すると、気水攪拌が開始され間もなく水が吐出されるからである。
吸込ベルマウス１３２の先端の水位を水位Ａ２とする。
【００４５】
水中モータポンプ１００には、水位検出器１６３が備えられている。本実施の形態ではディスプレースメント型の水位検出器を用いている。この水位検出器は、最高水位ＨＷＬよりも上方に設置される発信器１６３ａと、発信器１６３ａに接続され発信器１６３ａから鉛直方向に吊り下げられた一様な断面積を有する棒１６３ｂを含んで構成されている。棒は典型的には丸棒である。ディスプレースメント型の水位検出器１６３では、水位によって棒１６３ｂが排除する水の量が変わり、それに応じて発信器１６３ａにかかる荷重が変化する。荷重の変化が棒１６３ｂの先端からの水位に比例するので、荷重を検出することにより水位を知ることができる。
【００４６】
一方電動モータ１５１は交流電動機であり、電動モータ１５１にはインバータ１６２を介して電源１６１から電力が供給される。インバータ１６２は、制御装置１６４の制御信号により電動モータに供給する交流電力の周波数を変換する。
【００４７】
発信器１６３ａが発信する荷重に応じた信号、すなわち水位に応じた信号は、制御装置１６４に送信される。制御装置は受信信号に応じて、インバータ１６２の出力電流の周波数を調節する。即ち、水位に応じて電動モータ１５１の回転速度を調節する。
【００４８】
図３の回転速度・水位線図を参照して、また随時図１を参照して、第１の実施の形態の作用を説明する。先ず水位がＡ２よりも低い状態で水中モータポンプ１００を始動する。例えばこのポンプが据え付けられた機場周辺で、又は該機場に雨水が流入する地域で大雨が降ったとの降雨情報が入った場合等には、ある時間の後に水位が急に上昇することが予測される。そのような場合に、水位がＡ２よりも下の状態で、先行待機運転用の水中モータポンプ１００が始動される。先行待機運転の開始である。このときの電動モータ１５１、ひいては羽根車１２０の回転速度は、定格速度を１００％としたとき、２０％の速度である。
【００４９】
雨水の流入により水槽内の水位Ｌが上昇し、吸込ベルマウス１３２の下端水位Ａ２を越える。このときも、まだ水は吸い上げられない。羽根車１２０は２０％の回転速度で空転している。
【００５０】
水位Ｌがさらに上昇して、水位ＳＬＷＬの手前まで、いわば水位Ａ２と水位ＳＬＷＬとの間の水位ＬＬＷＬまで到達したところで、その水位を検出した水位検出器１６３からの信号により、制御装置１６４がインバータ１６２の出力周波数を上昇させ羽根車１２０の回転速度を仮に５０％とする。これは水が吸い込まれる少し手前で回転速度を上昇させることを意味する。水位ＬＬＷＬの値を予め制御装置１６４に設定しておく。
【００５１】
水位Ｌがさらに上昇し、水位ＳＬＷＬに達したところでポンプ１００は気水攪拌を開始する。そして水を吸い込み始める。このときは、ポンプは１００％の回転速度で運転されていないので、ポンプ１００の吐出量は要項点の全水量吐出量よりも少ない。
【００５２】
さらに水位Ｌが上昇し、水位ＬＷＬ（Ｌｄ）に達すると、制御装置１６４はポンプの回転速度を１００％とする。水量は全水量吐出量となるが、既に説明したように、この水位では水槽の水面から空気が渦状になって吸込ベルマウス１３２下端から吸い込まれることはない。ここに到ると、要項点の全水量を吐出することになり、定常運転に入る。
【００５３】
さらに水位が、水位ＬＷＬと水位ＨＷＬの間の水位まで上昇して、ポンプ１００は定常運転を継続する。その後、ポンプ１００の排水により今度は水位Ｌが低くなってゆくと、水位ＬＷＬで（多少のヒステレシスはあるが）ポンプ１００の回転速度は５０％に落とされる。さらに水位Ｌが低下して、ＬＬＷＬになると（多少のヒステレシスはあるが）回転速度は２０％に落とされる。水位ＬＬＷＬでは、水の吸い込みが終わり、羽根車１２０は空気中で運転される空運転状態になる。即ち、ポンプ１００は全く水を吸い込まないエアロック状態となる。水位ＬＬＷＬは、排水停止水位であり、水位ＳＬＷＬとＡ２との間の適切な水位に機場毎に設定する。
さらに水位Ｌが下がり、Ａ２を越えても羽根車１２０は空気中で運転が継続される。すなわち空運転状態を継続する。言いかえれば、ポンプ１００が全く水を吸い込まないエアロック状態が継続する。
【００５４】
回転速度を２０％から５０％に上昇させ、また５０％から２０％に落とす水位をＬＬＷＬとしたが、水位上昇時と降下時の水位差を単なるヒステレシス程度のものではなく、もっと大きくとってもよい。即ち、水位上昇時にはＳＬＷＬの少し手前（低水位側）とし、水位降下時にはＳＬＷＬよりもかなり低い確実にエアロックに入る水位として、ＳＬＷＬとＡ２との間とするとよい。特に、吸込ベルマウス１３２の長さが比較的短いときには、Ａ２近傍で僅かにＡ２よりも高い水位としてもよい。
【００５５】
水位とポンプの回転速度との関係を整理すると以下の通りである。
水位ＨＷＬとＬＷＬ（Ｌｄ）の間の通常運転では、ポンプの回転速度は１００％とする。
水位ＬＷＬとＬＬＷＬの間では、本実施の形態では５０％としたが、８０〜４０％の間の所定の回転速度で運転される。この回転速度は、ポンプの揚水量は通常運転の場合よりも少ないが、モータ１５１を冷却するに十分な水量を得られるような値とする。
【００５６】
水位ＬＬＷＬより低水位では、本実施の形態では２０％としたが、４０％〜１０％の間の所定の回転速度で運転される。１０％より低速度とすると、電動モータのトルク変動率が大きくなるので、それを避けるため１０％以上とする。好ましくは１５％以上、さらに好ましくは１８％以上、２０％前後とするのがよい。この状態では、ポンプ１００は揚水しないので、電動モータ１５１の負荷は微小であり、且つ回転速度も低いので電動モータ１５１の温度上昇は緩やかである。
【００５７】
エアロック運転の回転速度を４０％よりも高くすると、確実にはエアロック運転に入らない可能性がある。したがって、３０％以下とするのが好ましく、さらに好ましくは２５％以下とするとよい。
【００５８】
エアロック運転が一定の時間以上続く場合には、ポンプ１００を停止する。この停止はタイマーにより行うのがよい。タイマーの設定値は例えば１０分とする。但し、降雨情報により水槽への雨水の流入が増加しないと予測できる場合は、その情報に従って、タイマーの設定にかかわらずもっと短い時間で停止してもよい。
【００５９】
エアロック状態を検出する際の、水位検知器が故障したときのバックアップとして、電動モータ１５１への電流値を用いてもよい。すなわち、エアロック状態では無負荷運転なので電流値は相対的に小であり、それ以外では負荷があるので電流値が相対的に大である。このことを利用して、エアロック状態を検出する際のバックアップとする。
【００６０】
以上の説明では、水位検出器はディスプレースメント型として説明した。この型では、棒１６３ｂの長さを長くすることにより水位検出の範囲を広くとることができるという利点がある。しかし、これに限らず、フロート式、電気接点式、水圧により間接的に水位を検出する圧力検出式の水位検出器であってもよい。また、超音波、レーザー等を利用した距離検知装置であってもよい。
【００６１】
回転速度制御に用いるインバータ１６２は、Ｖ／Ｆ方式、センサレルベクトル制御方式とするとよい。また回転速度制御には、インバータの他、流体継手を用いてもよい。
【００６２】
以上の実施の形態では、回転速度は０％、２０％、５０％、１００％とステップ状に変化させるものとして説明したが、これに限らず水位に応じて無段階に調節してもよい。その場合、０％から下限の回転速度（以上の実施の形態では２０％）まではステップ状に変化させ、水位ＬＬＷＬから水位ＬＷＬ（あるいは多少余裕を持たせて水位ＬＷＬよりも多少高い水位）の間で、下限回転速度（２０％）から１００％回転速度を無段階に変化させるとよい。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、減速起動が可能であるので、全速起動と違って起動時の過渡的振動の抑制を図ることができ、始動電流の低減も可能である。
【００６４】
図１の断面図に戻って、吐出ケーシング本体１３１とモータ羽根車組立体１０１との関係を説明する。第１の実施の形態の水中モータポンプでは、ガイドベーン１２２とガイドベーンケーシング１２４とは一体で鋳造されている。ガイドベーンケーシング１２４は、外部ケーシングと内部ケーシングとからなり、その両者の間にガイドベーン１２２が形成されている。また本実施の形態では、ガイドベーンケーシング１２４の内部ケーシングの一部は、モータケーシング１５７の一部を構成している。またはモータケーシング１５７の一部と共通であるといってもよい。
【００６５】
ガイドベーンケーシング１２４の内部ケーシングの上端とモータケーシング１５７とはボルトで締結されている。その結果、電動モータ１５１とガイドベーン１２２とガイドベーンケーシング１２４とは一体構造となっている。さらに前述のように羽根車１２０はモータと共通の回転軸１２１に取り付けられているので、電動モータ１５１と羽根車１２０とは一体に組み立てられ、モータ羽根車組立体１０１を構成している。
【００６６】
図１（ｂ）を参照して説明したように、嵌合座１２４ｂが受け座１３６に嵌合するので、モータ羽根車組立体１０１は外部ケーシングである吐出ケーシング本体１３１に収納され、モータ羽根車組立体１０１は吐出ケーシング本体１３１の中心と芯が合う。また嵌合座１２４ｂの嵌合座面１２４ａが受け座１３６の受け座面１３６ａに嵌合して密着するので、モータ羽根車組立体１０１の自重により安定した姿勢を保つことができる。
【００６７】
羽根車１２０の回転方向の反力には、嵌合座１２４ｂと受け座１３６（嵌合座１２４ｂの嵌合座面１２４ａと受け座１３６の受け座面１３６ａ）の間の摩擦力で抗することができ、モータ羽根車組立体１０１が自転することはない。しかしながら、自転を確実に防止するために、回転防止部を設けるとよい。
【００６８】
図１（ｃ）のＡ−Ａ断面図に示すように、回転防止部として、ガイドベーンケーグ１２４に半径方向に突出した突起である回転防止板１２４ｃを形成する。また、回転防止板１２４ｃに当たるように、吐出ケーシング本体１３１の内側に半径方向に突出した突起であるストッパ１３１ａを形成する。ストッパ１３１ａは、周方向に複数設けるとよい。回転防止板１２４ｃは１箇所でもよい。
【００６９】
逆に、ストッパ１３１ａを１個とし、回転防止板１２４ｃを周方向に複数設けてもよい。このようにすると、ガイドベーンケーシング１２４が鋳物のときは、外周に突起を複数もうけても手間はあまり変わらず、吐出ケーシング本体１３１が鋼管であるとき、ストッパ１３１ａを溶接で取り付ける手間が省ける。したがって製造が容易となる。
【００７０】
モータ羽根車組立体１０１を吐出ケーシング本体１３１に収納するときは、吐出ケーシング上蓋１３４を取り外し、その結果開放される吐出ケーシング本体１３１の開口から鉛直方向下方にモータ羽根車組立体１０１を吊り下げて吐出ケーシング本体１３１に収納する。そのとき吸込ベルマウスの出口フランジ突合せ面１３２ｂと、ライナケーシング１２３の下端とが僅かな隙間をもって対向して合わさる。
【００７１】
いわばモータ羽根車組立体１０１は、内部構造の出し入れが容易なプルアウト構造をもって吐出ケーシング本体１３１に収納されている。したがって、電動モータ１５１や羽根車１２０の点検、これら交換時の分解、組立作業の省力化を図ることができる。分解、組立の際、ポンプ１００全体を吊り上げる必要がなく、内部構造だけを吊り上げればよいので、クレーン容量の低減も可能である。
【００７２】
本実施の形態によれば、電動モータ１５１が通常運転では水中に没する構造であるが、グリス封入型の転がり軸受１５４、１５５を使用しているので、水中部の軸受への給油や給水が不要であり、維持管理が容易である。また電動モータ１５１と羽根車１２０が共通な回転軸１２１を有するので、軸の長さを従来例と比較して短くできる。またハイドロ部品（羽根車１２０、ライナケーシング１２３、ガイドベーン１２２）を一体に組み立てるので、羽根車１２０とライナケーシング１２３との隙間を小さくでき、ポンプ効率の向上を図ることができる。
【００７３】
水槽が深く吐出ケーシング本体１３１が長くなるときは、不図示のステーを吐出ケーシング本体１３１の下部に取り付けて、それを吸込水槽床面１７２に固定するとよい。
【００７４】
図４のフロー図を参照して、本発明の第２の実施の形態である、水中モータポンプの運転方法を説明する。まず、水中モータポンプを起動する（Ｓ１）。ポンプは、回転する羽根車により水槽内の水を吸い込む。また水位検出器のより水槽の水位を検出する。
【００７５】
検出した水位Ｌが、設定値ＨＨ以上かを判断する（Ｓ２）。設定値ＨＨは、図１でＬｄ（ＬＷＬ）に相当する水位である。すなわちその水位で運転しても、ポンプが問題なく運転できる水位である。即ち水位Ｌｃに多少の余裕をもって定めた水位である。
【００７６】
水位Ｌが設定値ＨＨ以上のとき（Ｓ２がＹＥＳ）は、回転速度１００％で運転する（Ｓ３）。水位Ｌが設定値ＨＨより低いとき（Ｓ２がＮＯ）は、さらに水位Ｌが設定値ＬＬ以上かを判断する（Ｓ４）。設定値ＬＬは、図１でＬＬＷＬに相当する水位である。すなわちその水位で回転速度を２０％に落とせば、水を吸い上げなくなる水位、すなわちエアロックする水位である。
【００７７】
水位Ｌが設定値ＬＬ以上のとき（Ｓ４がＹＥＳ）は、回転速度５０％で運転する（Ｓ５）。水位Ｌが設定値ＬＬより低いとき（Ｓ４がＮＯ）は、さらに電動モータに流れる電流が設定値ＬＬＣ以上かを判断する（Ｓ６）。電流の設定値ＬＬＣは、ポンプの軸動力カーブとモータ性能カーブから適切な値として設定する。
【００７８】
電流が設定値ＬＬＣ以上のとき（Ｓ６がＹＥＳ）は、回転速度２０％で運転する（Ｓ７）。このときは、ポンプはエアロックして空転をする。電流が設定値ＬＬＣより低いとき（Ｓ６がＮＯ）は、ポンプを停止する（Ｓ８）。水位が設定値ＬＬよりも低く、且つ電流が設定値ＬＬＣ以上である場合は、２０％の回転速度で運転を継続する。水位が設定値ＬＬよりも低く、且つ電流が設定値ＬＬＣよりも低いときはポンプを停止する。電流による停止はバックアップ用であり、電流によらずにタイマ又は手動による停止をしてもよい。
【００７９】
いずれの回転数で運転しているときも水位Ｌを検出し、水位Ｌの値にしたがって前記のような判断を行い、ポンプをしかるべき回転速度で運転をする。または停止する。
【００８０】
次に図５のフロー図を参照して、本発明の第３の実施の形態である、水中モータポンプの運転方法を説明する。まず、水中モータポンプを起動する（Ｓ１１）。ポンプは、１００％の回転速度で回転する羽根車により水槽内の水を吸い込む（Ｓ１２）。また電流計により、ポンプを駆動する電動モータの電流を検出する。
【００８１】
検出した電流値Ｃが、設定値ＨＨＣ以上かを判断する（Ｓ１３）。電流値Ｃが設定値ＨＨＣ以上のとき（Ｓ１３がＹＥＳ）は、そのまま回転速度１００％の運転を継続し、電流値Ｃの監視を続ける。
【００８２】
電流値Ｃが設定値ＨＨＣより低いとき（Ｓ１３がＮＯ）は、電動モータへの電力の力率ＰＦが設定値ＨＰＦ以上かを判断する（Ｓ１４）。設定値ＨＰＦは、ポンプの軸動力カーブとモータ性能カーブから適切な値として設定する。
【００８３】
力率ＰＦが、設定値ＨＰＦ以上のとき（Ｓ１４がＹＥＳ）は、ポンプの回転速度を５０％とする（Ｓ１５）。その回転速度での運転時間を監視する（Ｓ１６）。その運転時間が所定の時間（タイマーを使うときはその設定値）以下のときは、回転速度５０％の運転を継続し、所定の時間を越えたら起動直後のプロセスに戻り、ポンプの回転速度を１００％とする（Ｓ１２）。
【００８４】
ステップＳ１４で、力率が設定値ＨＰＦよりも小さいとき（Ｓ１４がＮＯ）は、回転速度を２０％とする（Ｓ１７）。このときは力率の監視を継続し（Ｓ１４）、力率ＰＦの値にしたがって、対応する回転速度で運転する（Ｓ１５又はＳ１７）。
【００８５】
次に図６の時間経過図を参照して、本発明の実施の形態の水中モータポンプの運転態様を、時間経過と水位の変化に沿って説明する。（ａ）〜（ｄ）は、時間経過とともに水位が低水位から高水位を経て再び低下するとき、本発明の実施の形態である１台の水中モータポンプがどのような運転をされるかを示す。
【００８６】
図６（ａ）は、水位がポンプの吸込ベルマウスの下端よりも低い場合である。このときポンプを始動する。回転速度は２０％である。水位が吸込ベルマウスの下端と羽根車先端の水位との中間の水位ＬＬＷＬ１に到るまでは、回転速度２０％の運転を継続する。水位ＬＬＷＬ１は、羽根車先端の水位ＳＬＷＬ（図１）よりも、僅かに低い水位に設定するとよい。
【００８７】
図６（ｂ）は、水位がＬＬＷＬ１を越え、ＬＷＬよりも低い場合である。水位がＬＬＷＬ１を越えたところで、回転速度を５０％に上げる。ポンプは中間吐出量の運転になる。
【００８８】
図６（ｃ）に示すように、水位がＬＷＬを越えると、回転速度を１００％に上げる。ここで全水量運転に入る。水位がＬＷＬを越えているので、ポンプは渦状に空気を吸い込むことなく、１００％回転速度の運転を継続できる。
【００８９】
図６（ｄ）に示すように、再び水位が低下してＬＷＬを下回ると回転速度は５０％に下げられる。水位がＬＬＷＬ１よりも低くＡ２よりも高いところに設定された水位ＬＬＷＬ２までは、この運転を継続する。
【００９０】
水位がさらに低下しＬＬＷＬ２を下回ると、（ａ）に示すように回転速度を２０％にして、エアロックを生じさせ気中運転に入る。
【００９１】
図７の模式的断面図を参照して、本発明の第４の実施の形態の水中モータポンプを説明する。ポンプの本体部分の構造は第１の実施の形態と同様である。
【００９２】
図７（ａ）に示す本実施の形態の水中モータポンプ１１０は、回転数制御をせずに全速先行待機運転の可能なポンプである。要項点水量を吐出せずに運転を可能とするため、回転速度を下げるのではなく、水と一緒に空気を吸い込ませる。
【００９３】
図を参照して立軸の水中モータポンプ１１０の構造を説明する。ポンプ１１０では、羽根車１２０の先端よりも下方の吸込ベルマウス１３２の壁で、鉛直方向の円筒状部分に、吸気口１１６ａが形成されている。吸気口１１６ａの鉛直方向の位置は、第１の実施の形態で説明した、水位ＬＬＷＬ、特にＬＬＷＬ２に相当する位置である。吸気口１１６ａは１個であってもよいが、複数例えば４本を、周方向に等配とするとよい。
【００９４】
吸気口１１６ａには、外側に空気管１１６の一端が接続されている。空気管１１６は吸気口１１６ａに１対１で設けてもよいし、複数の吸気口をマニホ−ルドにまとめて、そこに１本を設けてもよい。
【００９５】
吸気口１１６ａの上側の水位をＡ１とする。後述のように空気を吸い込む水位は水位Ａ１を基準にして定まる。
【００９６】
空気管１１６の他端（上端）１１６ｂは、水槽１内の最高水位ＨＷＬよりも上方に開放するのが好ましい。このときは、空気管１１６の他端１１６ｂが水中に没することはない。したがって、他端１１６ｂから水中に浮遊する異物が吸い込まれることが防止できる。さらに他端１１６ｂは、水槽の内部（床１７１（図１参照）よりも下方）に位置するように構成するとよい。このようにすると、水槽内の異臭を維持管理者が居る可能性のある床上に放散させることを防止できる。
【００９７】
吸込開始水位ＳＬＷＬの下方には、吸気口水位Ａ１がある。水位Ｌが低下して、水位ＬＷＬに到ると、水位Ｌよりも負圧分ｈだけ低い空気管１１６中の水位がこの水位Ａ１になり、空気管１１６を通して吸込ベルマウス１３２に空気が吸い込まれ始める。
【００９８】
さらに図７を参照して、水中モータポンプ１１０の作用を説明する。先ず水位がＡ２よりも低い状態でポンプ１１０を始動する。ある時間の後に水位が急に上昇することが予測されるときである。先行待機運転の開始である。
【００９９】
雨水の流入により水槽内の水位Ｌが上昇し、吸込ベルマウス１３２の下端水位Ａ２を越える。水位が水位Ａ１を越えても、まだ水は吸い上げられない。羽根車１２０は空転している。
【０１００】
水位Ｌがさらに上昇して、水位ＳＬＷＬまで到達したところで、羽根車１２０は気水攪拌を開始する。そして水を吸い込み始める。このときは、空気管１１６を通し、吸込ベルマウス１３２内に、水と一緒に空気も吸い込むのでポンプは要項点の全水量吐出の運転ではない。即ち、ポンプ１１０は気水混合運転をしている。さらに水位Ｌが上昇すると徐々に吸込空気量は減少し、代わりに水量が増加する。やがて水位Ｌが水位ＬＷＬまで上昇すると空気の吸込量がゼロになり、（そのときのＱＨカーブ（水量水頭カーブ）上のＨ次第であるが）要項点の全水量を吐出するに至る。即ち、定常運転に入る。
【０１０１】
さらに水位が、水位ＬＷＬと水位ＨＷＬの間の水位まで上昇して、ポンプ１１０は定常運転を継続する。その後、ポンプ１１０の排水により今度は水位Ｌが低くなってゆくと、水位ＬＷＬで（空気管１１６中の水位が吸気口水位Ａ１に到るので）空気管１１６を通して空気を吸い込み始める。即ち、再び気水混合運転が開始される。水位Ｌが低下するにつれて吸込空気量が増えて、代わりに水量が減ってゆく。さらに水位Ｌが下がり、水位Ａ１付近になると水の吸い込みが終わり、羽根車１２０は空気中で運転される空運転状態になる。即ち、ポンプ１１０は全く水を吸い込まないエアロック状態となる。
【０１０２】
エアロック水位は、通常は吸気口１１６ａの高さである水位Ａ１と一致または近傍となるように設計はするが、必ずしも一致するとは限らない。水位がＡ１を通過してさらに下がったところで、または吸込ベル１３２の下端水位Ａ２に至ると水量はゼロになる場合もある。本実施の形態では、エアロック水位は水位Ａ１とほぼ一致するものとし、この水位で水量がゼロになるものとする。
【０１０３】
このようにして、羽根車１２０は空気中での空転状態を続けることになる。降雨が続くときは、そのまま運転を続け、再び水位Ｌが上昇してきて、前記のように水位ＳＬＷＬに到達したところでポンプ１１０は水を吸い込み始める。このようにして、先行待機運転用ポンプ１１０は、水槽の水位にかかわらず、空運転と要項点全水量の運転との間で運転を継続することができる。空運転と要項点全水量運転との間の移り変わりは、ポンプが空気も一緒に吸い込むのでなめらかに行われる。
【０１０４】
前述のように、水位Ｌが十分に低下して吸込ベルマウス１３２の下端の水位Ａ２より低くなっても、ポンプ１１０は先行待機運転を継続する。吐出水量がゼロになってから１０分程度の間は、羽根車１２０よりも上方のケーシング（特に吐出ケーシング本体１３１）中には水が留まっているが、あまり長時間その状態が続くと水の温度が上昇してポンプの損傷につながるので、ケーシング中の水は不図示のドレン孔から抜かれる。その後の先行待機運転では、羽根車１２０は空気中で空転運転がされる。
【０１０５】
前述のように雨水の流入により水槽内の水位Ｌが上昇して、水位がＡ１を越えても、まだ水は吸い上げられないが、水位低下直後で羽根車１２０の上方に水が溜まっている間に再び水位が上昇したときは吸気口の高さである水位Ａ１で水の吸い上げが始まる。
【０１０６】
以上のような先行待機運転ポンプは、機場には水中モータポンプ１１０を複数台設置するとよい。そのような機場の運転において、水位の増加に伴って１台のポンプでは排水量が不足する場合には、次々に他のポンプを起動して複数台の運転に入る。
【０１０７】
全量吐出水量となる設計上の水位Ｌｄと流速との関係を説明する。水位Ｌｄ＝（Ａ１の水位）＋ｈが成り立つ。ここで、ｈ＝ｈｌ＋（ｖ２／２ｇ）である。簡易計算では、ｈ＝（ｖ２／２ｇ）×１．１で計算される。
【０１０８】
ここでｖは、（要項点全水量）／（吸込管１３２の吸込部面積）で求められる水の吸込流速である。（ｖ２／２ｇ）はベルヌーイの定理から計算される水の流れにより生じる負圧である。速度水頭といってもよい。またｈｌは吸込管１３２の下端Ａ２から吸気口１１６ａまでの流れロスである。上記の簡易計算では、ｈｌ＝（ｖ２／２ｇ）×０．１として、吸込管１３２の下端Ａ２から吸気口１１６ａまでの流れロスを経験的に係数を使って求めている。もちろん、吸込管１３２の下端Ａ２からの損失水頭を厳密に計算又は実測して求めてもよい。
【０１０９】
水位Ｌｄは上記のようにして計算される水位であり、水位Ｌが上昇傾向のときは、ここで吸気口１１６ａからの空気の吸い込みがなくなりポンプは全量吐出となり、水位Ｌが下降傾向のときは、ここで全量吐出が終わり吸気口１１６ａからの空気の吸い込みが始まるという水位である。
【０１１０】
水位Ｌｄは設計上、吸込ベルマウス１３２の下端から渦状に空気を吸い込んでしまうという水位に対して余裕を持たせる。したがって、この水位では吸込ベルマウス１３２の下端から空気を吸い込むことがない。即ち、水位Ｌｄは水位ＬＷＬ、通常は水位Ｌｃと同じか、又はそれよりも高い位置にある。
【０１１１】
水位Ｌｃは上記のように水位Ｌｄを求めるにあたって、チェック項目となる。即ち、設計過程で求めた水位Ｌｄが水位Ｌｃよりも低くなってしまった場合は、水位Ｌｄが水位Ｌｃと同等かそれよりも高くなるように設計を修正する。例えば吸込管１３２を長くして、水位Ｌｃを下げる。水位Ｌｄは、例えば、水位Ａ２から１．１×吸込管内径として計算する。
このようにすれば、Ｌｄが水位Ｌｃよりも低くはならないことが経験上分かっている。
【０１１２】
本実施の形態の水中モータポンプ１１０では、羽根車１２０は水位ＬＷＬ、さらには水位Ｌｃよりも下方に配置されている。
吸込ベルマウス１３２の壁の内周面には、不図示の旋回防止板を設けるとよい。  水位Ｌｄは、水位Ａ１＋ｈで計算され、ｈ＝ｈｌ＋（ｖ２／２ｇ）であるとしたが、実際は吸気口１１６ａの近傍には正圧ｈｐが発生する。これは吸込ベルマウス１３２の内部に発生する旋回流によるものとされている。すなわち、旋回流により生じる遠心力で正圧が発生するものと考えられる。旋回流は、ポンプ吐出量が要項点流量よりも小さい場合に発生する。
【０１１３】
正圧ｈｐを考慮すると、ｈは以下の通りとなる。
ｈ＝ｈｌ＋（ｖ２／２ｇ）−ｈｐ
【０１１４】
正圧ｈｐが発生する場合は、水位Ｌが水位Ｌｄまで低下しても、空気管１１６から空気を吸い込まない。したがって、期待通りに気水混合運転がなされない。旋回防止板を設ければ、これが旋回流を防止してくれるので、ｈｐがほぼゼロまたは十分に小さくなり、水位ＬがＬｄになったとき空気の吸い込みが可能となる。
【０１１５】
第４の実施の形態のポンプ１１０は、第１の実施の形態と同様に、電動モータ１５１が通常運転では水中に没する構造であるが、グリス封入型の転がり軸受１５４、１５５を使用しているので、水中部の軸受への給油や給水が不要であり、維持管理が容易である。また電動モータ１５１と羽根車１２０が共通な回転軸１２１を有するので、軸の長さを従来例と比較して短くできる。またハイドロ部品を一体に組み立てるので、羽根車１２０とライナケーシング１２３との隙間を小さくでき、ポンプ効率の向上を図ることができる。
【０１１６】
また第１の実施の形態と第２の実施の形態とを合わせて、空気管１１６を備えるポンプをさらに回転速度制御するように構成してもよい。
【０１１７】
なお、図７（ｂ）に示すように、ポンプが空気管１１６を備えず、羽根車の回転速度も調節しない場合、水槽１の水位が最低運転水位ＬＷＬを下回ると、吸込管が水面から渦状に空気を吸い込んでしまい、振動を生じる等、運転が不安定になってしまう。すなわち、最低運転水位ＬＷＬは水面が吸込管１３２の下端よりも高いにもかかわらず、吸込管１３２からポンプが空気を吸い込んでしまう水位である。本発明の実施の形態によれば、水槽の水位が前記最低運転水位を下回っても安定して運転が可能となる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水中に配置されるモータを備えるので、運転や維持管理の容易なポンプを提供することができ、また、水位が最低運転水位を下回っても、ポンプの運転を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である水中モータポンプの正面断面図である。
【図２】図１の部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の水中モータポンプの運転を示す、回転速度・水位線図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である水中モータポンプの運転方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態である水中モータポンプの運転方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態の水中モータポンプの運転態様を、時間経過と水位の変化に沿って説明する時間経過図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態である水中モータポンプの模式的正面断面図である。
【図８】従来の先行待機運転用ポンプの正面断面図である。
【符号の説明】
１００  水中モータポンプ
１１６  空気管
１２０  羽根車
１２１  回転軸
１２２  ガイドベーン
１２３  ライナケーシング
１２４  ガイドベーンケーシング
１２４ｂ  嵌合座
１３０  ケーシング
１３１  吐出ケーシング本体（外部ケーシング）
１３２  吸込管（吸込ベルマウス）
１３６  受け座
１５１  モータ
１５２  回転子
１５３  固定子
１５４  下部軸受
１５５  上部軸受
１５６  軸封装置
１５７  モータケーシング
１６２  インバータ
１６３  水位検出器
１６４  制御装置
１７１  ポンプ機場基礎
１７２  水槽床面
ｈ  負圧水頭
ＨＷＬ  最高水位
Ｌｄ  設計水位
ＬＷＬ  最低水位
Ｌｃ  渦状に空気を吸い込む水位
ＳＷＬ  羽根車の吸込開始水位
Ａ１  吸気口水位
Ａ２  吸込管下端水位
【図１】
2004308508.tif 000003
【図２】
2004308508.tif 000004
【図３】
2004308508.tif 000005
【図４】
2004308508.tif 000006
【図５】
2004308508.tif 000007
【図６】
2004308508.tif 000008
【図７】
2004308508.tif 000009
【図８】
2004308508.tif 000010