(57)【要約】【課題】  羽根車の上流側に配置された吸込管内に任意もしくは安定した空気圧・空気量が確実に流入するようにした、特に先行待機運転に適する立軸ポンプシステム及び該立軸ポンプシステムを備えたポンプ機場の提供することを目的とする。【解決手段】    縦方向に配置される回転軸２１により回転し、水槽１内の水を吸い込む羽根車２０と、羽根車２０の上流側に配置され、羽根車２０に向けて水を流す吸込管３１と、吸込管３１に一端が接続され、吸込管３１に空気を導入する空気管６０とを有する立軸ポンプ１０と；空気管６０の他端に接続され、空気管６０に空気を送り込む送風機７０と；空気管６０への空気の供給開始、停止を行なう開始停止手段７１と；開始停止手段７１を制御する制御機構７３を備えるように構成されている。【選択図】  図１
2005240622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に配置される回転軸により回転し、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、前記吸込管に一端が接続され、前記吸込管に空気を導入する空気管とを有する立軸ポンプと；
前記空気管の他端に接続され、前記空気管に空気を送り込む送風機と；
前記空気管への空気の供給開始、停止を行なう開始停止手段と；
前記開始停止手段を制御する制御機構を備える；
立軸ポンプシステム。
【請求項２】
前記制御機構は、前記空気管内の圧力、又は前記水槽の水位に応じて前記空気の供給開始、停止をするように前記開始停止手段を制御するように構成された、請求項１に記載の立軸ポンプシステム。
【請求項３】
縦方向に配置される回転軸により回転し、密閉された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、前記吸込管に一端が接続され、他端が前記密閉された水槽内の最高水位よりも上方に開口する空気管とを有する立軸ポンプと；
前記密閉された水槽に空気配管を通して空気を送り込む送風機と；
前記密閉された水槽への空気の供給開始、停止を行なう開始停止手段と；
前記開始停止手段を制御する制御機構を備える；
立軸ポンプシステム。
【請求項４】
前記制御機構は、前記密閉された水槽内の圧力に応じて前記空気の供給開始、停止をするように前記開始停止手段を制御するように構成された、請求項３に記載の、立軸ポンプシステム。
【請求項５】
前記送風機は、前記回転軸と共通の駆動機により駆動される、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の、立軸ポンプシステム。
【請求項６】
請求項１又は請求項３項に記載の立軸ポンプシステムと；
複数台の前記立軸ポンプを据え付ける水槽とを備え；
前記複数台の立軸ポンプそれぞれの前記制御機構は、前記複数台の立軸ポンプの排水開始水位が２以上の異なる水位となるように、前記立軸ポンプそれぞれの前記開始停止手段を制御するように構成された；
ポンプ機場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸ポンプシステム及びポンプ機場に関し、特に先行待機運転に適する立軸ポンプシステム及びポンプ機場に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から図１２に示すように、縦方向に配置された軸の先端に羽根車２を備え、羽根車２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２入口側の吸込管４に貫通孔５を設け、貫通孔５に、外気に開口６ａした空気管６を取り付け、最低運転水位ＬＷＬ以下で、貫通孔５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させ、さらに低い水位ではポンプを空運転させるようにしていた。
【０００３】
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、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。）。
【特許文献１】実開平３−５６８９５号公報（第５図）
【０００４】
また、図１３の模式的正面断面図に示すように、以上のようなポンプを複数備えるポンプ機場があった。この機場には、急激な排水開始や排水停止による水槽のサージ現象を防止するために、胴管の長さや、羽根車の位置を変えた複数のポンプ３ａ、３ｂ、３ｃが備えられ、各ポンプの排水開始水位及び全量運転水位を段階的に変えるようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上のような従来のポンプでは、例えばクローズタイプの水槽でポンプ取り付けが密閉された水槽に据え付けられているときは、水位の増減により、水槽内上方の密閉空間の空気圧が変動するため空気流入開始水位（揚水開始水位、揚水停止水位）に変動誤差が生じ、設定した水位と異なる水位で揚水開始されたり、揚水停止水位でも排水されるという問題があった。また、従来の立軸ポンプが複数台取り付けられたポンプ機場では、最も長い胴管を有するポンプ３ａや最も下に羽根車が取り付けられたポンプが、必ず最初に排水を開始する。したがって運転頻度、運転時間が他機３ｂ、３ｃに比べて、過多となる。このように、ポンプによって起動水位が異なるので、ポンプ運転時間に偏りが生じ、特定のポンプの消耗が激しくなったり、維持管理作業の困難性を招くという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、羽根車の上流側に配置された吸込管内に、任意もしくは安定した空気圧・空気量が確実に流入するようにした、特に先行待機運転に適する立軸ポンプシステム及び該立軸ポンプシステムを備えたポンプ機場の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による立軸ポンプシステムは、例えば図１又は図２に示すように、縦方向に配置される回転軸２１により回転し、水槽１内の水を吸い込む羽根車２０と、羽根車２０の上流側に配置され、羽根車２０に向けて水を流す吸込管３１と、吸込管３１に一端が接続され、吸込管３１に空気を導入する空気管６０とを有する立軸ポンプ１０と；空気管６０の他端に接続され、空気管６０に空気を送り込む送風機７０と；空気管６０への空気の供給開始、停止を行なう開始停止手段７１と；開始停止手段７１を制御する制御機構７３を備えるように構成されている。
【０００８】
このように構成すると、空気管６０に空気を送り込む送風機７０を備えるので、羽根車２０の上流側に配置された吸込管３１内に、任意もしくは安定した空気圧・空気量が確実に流入するようにでき、例えば始動水位の調整ができる特に先行待機運転に適する立軸ポンプシステムを提供することができる。
【０００９】
また請求項２に記載のように、請求項１に記載の立軸ポンプシステムは、制御機構７３は、空気管６０内の圧力、又は水槽１の水位に応じて空気の供給開始、停止をするように開始停止手段７１を制御するように構成してもよい。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に係る発明による立軸ポンプシステムは、例えば図２又は図６に示すように、縦方向に配置される回転軸２１により回転し、密閉された水槽１内の水を吸い込む羽根車２０と、羽根車２０の上流側に配置され、羽根車２０に向けて水を流す吸込管３１と、吸込管３１に一端が接続され、他端が密閉された水槽１内の最高水位よりも上方に開口する空気管６０とを有する立軸ポンプ１０と；密閉された水槽１に空気配管７９を通して空気を送り込む送風機７０と；密閉された水槽１への空気の供給開始、停止を行なう開始停止手段７１と；開始停止手段７１を制御する制御機構７３を備えるように構成される。
【００１１】
このように構成すると、密閉された水槽１に空気配管７９を通して空気を送り込む送風機７０を備えるので、羽根車２０の上流側に配置された吸込管３１内に、任意もしくは安定した空気圧・空気量が確実に流入するようにでき、例えば始動水位の調整ができる特に先行待機運転に適する立軸ポンプシステムを提供することができる。
【００１２】
また請求項４に記載のように、請求項３に記載の立軸ポンプシステムでは、制御機構７３は、密閉された水槽１内の圧力に応じて空気の供給開始、停止をするように開始停止手段７１を制御するように構成してもよい。
【００１３】
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項に記載の立軸ポンプシステムでは、送風機７０は、回転軸２１と共通の駆動機により駆動されるように構成してもよい。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項６に係る発明によるポンプ機場は、例えば図１１に示すように、請求項１又は請求項３に記載の立軸ポンプシステム１０１（図１参照）と；複数台の立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃを据え付ける水槽１とを備え；複数台の立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃそれぞれの制御機構７３（図１参照）は、複数台の立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの排水開始水位が２以上の異なる水位となるように、立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃそれぞれの開始停止手段７１（図１参照）を制御するように構成される。
【００１５】
このように構成すると、複数の立軸ポンプを備えながら、各ポンプの運転時間の均一化を図ることが可能な維持管理性の高いポンプ機場を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、縦方向に配置される回転軸により回転し、水槽内の水を吸い込む羽根車と、羽根車の上流側に配置され、羽根車に向けて水を流す吸込管と、吸込管に一端が接続され、吸込管に空気を導入する空気管とを有する立軸ポンプと；空気管の他端に接続され、空気管に空気を送り込む送風機と；空気管への空気の供給開始、停止を行なう開始停止手段と；開始停止手段を制御する制御機構を備えるので、羽根車の上流側に配置された吸込管内に、任意もしくは安定した空気圧・空気量が確実に流入するようにした、特に先行待機運転に適する立軸ポンプシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０１を説明する概略図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図である。図示の立軸ポンプ１０は、先行待機運転用のポンプであり、据え付け台であるコンクリート製の床１２に据え付けられている。
【００１９】
ここでまず図２の断面図を参照して、本発明の第１の実施の形態に使用するのに適した立軸ポンプ１０の一例について説明する。なお、本図で説明する立軸ポンプ１０の各構成は特にことわりのない限り、第１の実施の形態から第７の実施の形態で共通する構成であるものとして説明する。
【００２０】
先行待機運転、特に全速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、全速で空運転し雨水の流入を待機し、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全速で運転することである。排水を始めても、立軸ポンプ１０は直ちに要項の水量を吐出するわけではない。少流量や空運転を可能とするため、水と一緒に空気を吸い込ませる。
【００２１】
図を参照して立軸ポンプ１０の構造を説明する。立軸ポンプ１０は、鉛直方向に上から配列された揚水管ケーシング（ケーシング本体）３３、ライナケーシング３２、吸込管（吸込ベル）３１を備える。それぞれは水平方向のフランジで締結されている。これらが広い意味のケーシングを構成している。
【００２２】
該ケーシングの中心に縦方向（鉛直方向）に回転軸２１が配設され、回転軸２１の下方先端にオープン型の羽根車２０が取りつけられている（クローズ型であってもよい）。羽根車２０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３２が羽根車２０を収納している。立軸ポンプ１０は斜流ポンプである。斜流ポンプは吐出ヘッドが比較的大きい場合に用いられる。また羽根車２０の吐出側、ケーシング本体３３の内側にはガイドベーン３５が配設されている。
先行待機運転用のポンプとしては、不図示の軸流ポンプや渦巻斜流ポンプが用いられることもあり、本発明は軸流ポンプや斜流ポンプの場合にも適用できる。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。
【００２３】
ケーシング本体３３は、回転軸２１と平行に垂直方向の胴管部３３ａと、上方で水平方向に曲がった曲管部３３ｂとそれに連なる水平管部分とを含んで構成され、曲管部分３３ｂを、回転軸２１が貫通している。該貫通部には軸受２２ｃと不図示のシールが配設されている。回転軸２１は、羽根車２０近傍に配設された軸受２２ａと前記軸受２２ｃ、さらに両軸受の中間に配設された軸受２２ｂで３点支持（３点以上でもよい）されている。胴管部３３ａが長い場合は、さらに軸受２２ｂと同様な不図示の中間軸受を軸受２２ｂと軸受２２ｃとの間に備えてもよい。また、不図示のスラスト軸受が回転軸２１にかかる鉛直方向の荷重（即ち羽根車２０、回転軸２１を含む回転体の重量と羽根車２０にかかる流体力）を支持している。
【００２４】
ケーシング本体３３には、据え付け用のフランジが取り付けられており、該フランジで据え付け台であるコンクリート製の床１２に据え付けられている。ケーシング本体３３の前記水平管部分にはフランジが取りつけられており、該フランジにより、吐出配管３４と接続されている。吐出配管３４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。
【００２５】
羽根車２０の先端よりも下方に位置するケーシングには、空気吸込孔５１が形成されている。図２では、空気吸込孔５１は１個として図示してあるが、複数個設けてもよい。またケーシングを囲む環状の空気室（不図示）を設け、空気室とケーシング内部とを複数の孔（穴）又は環状の空気室全周に形成されたスリットで連通するように構成してもよい。このような空気室は、吸込管３１を形成するケーシング壁の内面を囲み、該内面よりも外側に形成される。
【００２６】
空気吸込孔５１又は不図示の空気室には、外側に空気管６０の一端が接続されている。空気管６０は図示のように１本であってもよいが、複数であってもよい（例えば４本としてもよい）。空気吸込孔５１を複数設けるか、又は環状の空気室を設けると、空気管６０から吸入される空気が、吸込管３１の全周に均一に分配されるので都合がよい。なお、空気管６０は、図１及び図４から図９で説明する第１の実施の形態から第６の実施の形態では２本、図１０で説明する第７の実施の形態では１本であるものとして説明するが、空気管６０の数はこれに限られたものではないことは上述の通りである。
【００２７】
空気管６０の他端（上端）６１は、水槽１内の最高水位ＨＷＬよりも上方に開放されている（第１から第３及び第７の実施の形態では送風機の吐出側に接続されている）。最高水位ＨＷＬは、水槽１において最も水位が上昇し得る水位である。したがって、空気管６０の上端６１が水中に没することはない。
【００２８】
羽根車２０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２０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２０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。
【００２９】
空気吸込孔５１の近傍、特に羽根車２０と空気吸込孔５１との間のケーシング（ここでは吸込管３１）の内面には、平板状の旋回防止板（不図示）を半径方向に、また軸線方向（鉛直方向）に向けて形成してもよい。
【００３０】
次に立軸ポンプ１０の高さ方向の構造と水位の関係を説明する。最高水位ＨＷＬは前述のように、水槽１の最高水位である。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、特定の水槽１に設置された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３１の下端から渦状に空気を吸い込み、振動や騒音が発生し運転が継続できなくなる水位である。
【００３１】
設計上の最低水位Ｌｄ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、吸込管径やポンプ吐出流量に対応して決められる。
【００３２】
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２０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２０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。
【００３３】
吸込開始水位ＳＬＷＬの下方には、空気吸込孔５１の高さに相当する吸気水位Ａ１がある。これは空気吸込孔５１の上側端部に相当する。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６０中の水位がこの水位Ａ１になり、空気管６０を通して吸込管３１に空気が吸い込まれ始める。
【００３４】
なお本実施の形態では、空気吸込孔５１の上側端部の高さが吸気水位Ａ１となっている。吸気水位Ａ１の下方には、吸込管３１の先端の水位Ａ２がある。
【００３５】
さらに図２を参照して、立軸ポンプ１０の作用を説明する。先ず水位がＡ２よりも低い状態で立軸ポンプ１０を始動する。例えば上流側で大雨が降ったとの降雨情報が入った場合等、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、先行待機運転用の立軸ポンプ１０が始動される。先行待機運転の開始である。
【００３６】
雨水の流入により水槽内の水位Ｌが上昇し、吸込ベルの下端水位Ａ２を越える。水位がさらに上昇して水位Ａ１を越えても、まだ水は吸い上げられない。羽根車２０は空転している。
【００３７】
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２０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６０を通し、空気吸込孔５１から、吸込管３１内に、水と一緒に空気も吸い込むのでポンプは全水量吐出の運転ではない。即ち、立軸ポンプ１０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、全水量を吐出するに至る。即ち、定常運転に入る。
【００３８】
さらに水位が、水位ＬＷＬと水位ＨＷＬの間の水位まで上昇して、立軸ポンプ１０は定常運転を継続する。その後、立軸ポンプ１０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６０中の水位が吸気水位Ａ１に到るので）空気管６０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２０は空気中で運転される空運転状態になる。即ち、立軸ポンプ１０は全く水を吸い込まないエアロック状態となる。
【００３９】
このようにして、羽根車２０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１０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１０は、水槽１の水位にかかわらず、空運転と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。
【００４０】
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２０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空気吸込孔５１の高さである水位Ａ１で水の吸い上げが始まる。
【００４１】
ここで図３の部分断面図を参照して、各水位と吸込管３１の下端から渦状に空気を吸い込んでしまう水位Ｌｃとの関係を明かにする。この関係は、後述の第４から第６の実施の形態に適用される。第１から第３、第７の実施の形態では、空気管６０に送風機から空気を送り込むことにより、あえてこの関係を崩している。
【００４２】
一般に、立軸ポンプを設計するときは、先ず設計仕様によりエアロック水位が指定される。即ち高い水位から水位が低下してきて、最後に排水が止まる水位である。通常は、エアロック水位は空気吸込孔５１の水位Ａ１に一致するものとして設計する。即ち、設計上この位置に空気吸込孔５１を設ける。試運転でエアロック水位を確認する。実際のエアロック水位は、空気吸込孔５１位置よりも高いことはなく、それよりも低い位置になるか、又はほぼ同等の高さになる。
【００４３】
また一般には設計仕様で、低水位から水位が上がってきたときに排水を開始する位置、即ち羽根車先端位置ＳＬＷＬも指定される。
水位Ａ１が決まると、全量吐出水量となる設計上の水位Ｌｄは、水位Ｌｄ＝Ａ１＋ｈで計算される。ここで、ｈ＝ｈｌ＋（ｖ２／２ｇ）である。水頭ｈは、（ｖ２／２ｇ）に所定の係数を乗じて簡易計算で定めてもよい。
【００４４】
ここでｖは、（要項点全水量）／（吸込管３１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動圧である。速度水頭といってもよい。またｈｌは吸込管３１の下端Ａ２から空気吸込孔５１までの流れロスである。損失水頭ｈｌは、簡易計算により（ｖ２／２ｇ）に経験的な係数を乗じて求めてもよい。
【００４５】
水位Ｌｄは上記のように簡易計算により求めることが多い。水位Ｌが上昇傾向のときは、ここで空気吸込孔５１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空気吸込孔５１からの空気の吸い込みが始まるという水位である。
【００４６】
水位Ｌｄは設計上、吸込管３１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、この水位では吸込管３１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。
【００４７】
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３１を長くして、水位Ｌｃを下げる。
【００４８】
本実施の形態の立軸ポンプ１０では、羽根車２０は水位ＬＷＬ、さらには水位Ｌｃよりも下方に配置されている。
【００４９】
水位Ｌｄは、水位Ａ１＋ｈで計算され、ｈ＝ｈｌ＋（ｖ２／２ｇ）であるとしたが、さらに吸込管３１の内部に発生する旋回流によって空気吸込孔５１の近傍に発生する正圧ｈｐを考慮すると、ｈは以下の通りとなる。
ｈ＝ｈｌ＋（ｖ２／２ｇ）−ｈｐ
【００５０】
以下で具体的に説明する第１の実施の形態から第３の実施の形態及び第７の実施の形態によれば、立軸ポンプ１０は、送風機としてのファン７０により、空気管６０に空気を送り込み強制的に加圧する。したがって、立軸ポンプ１０が空気を吸い込む水位（水槽１の水位又は吸水槽１ａの水位）は、上述の水頭ｈの式に支配されることはない。又、第４の実施の形態から第６の実施の形態では、密閉された水槽１（図２参照）に空気配管７９（例えば図６参照）を通して空気を送り込み強制的に加圧する。したがって、立軸ポンプ１０が空気を吸い込む水位（水槽１の水位）は、上述の水頭ｈの式に支配されるが、水槽１の水位を吸水槽１ａの水位とは無関係に定めることができる。また、現合も可能となる。
【００５１】
再び図１に戻り、本発明の第１の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０１の説明を続ける。立軸ポンプ１０は、前述のように据え付け台であるコンクリート製の床１２に据え付けられている。さらに、コンクリート製の床１２は、立軸ポンプ１０を囲むように水平方向に対して略垂直な壁を連続的に形成し、吸込管３１に水面が達したときに、該水面上方部分が外気と遮断される構造である密閉された水槽１を形成している。立軸ポンプ１０がコンクリート製の床１２に据え付けられている部分には水槽１内の密閉性を確保すべくポンプベース７５が配設されている。水槽１は、水槽１底部近傍の壁１２ａに形成された開口にて、水面上方が大気に開放されたオープン吸水槽１ａに接続し、該開口から水槽１内に排水が流入するように構成されている、いわゆるクローズタイプの水槽である。なお、開口が形成されている水槽１の壁１２ａの水槽１とは反対側の面、すなわち吸水槽１ａ側の面を、鉛直方向に対して、例えば４５°程度傾斜させ水槽１内に流入する排水の流れを下向きにすることで、流入の際に渦が発生しにくいように構成されている。
【００５２】
第１の実施の形態の立軸ポンプシステム１０１は、立軸ポンプ１０を備えており、本実施の形態では図２で既に説明した空気管６０を２本（２本以上でもよい）備えている。一方の空気管６０は、他端６１（図２参照）側が配管を介して送風機としてのファン７０に接続されている。配管はポンプベース７５を貫通しており、ポンプベース７５とファン７０との間の所定の部分に、電動弁からなる開始停止手段としての開閉バルブ７１が配設されている。また、空気管６０には圧力検出器７４が配設されており、空気管６０内の圧力を測定するように構成されている。もう一方の空気管６０は、水槽１内で他端６１（図２参照）側が空気管６０に接続されている。なお、本実施の形態では送風機としてファンを用いるものとして説明するが、例えば、必要な空気圧によってはブロワを用いて構成してもよい。
【００５３】
ファン７０は、回転軸２１を回転させる不図示の駆動機により駆動されるように構成されている。すなわち、ファン７０は、回転軸２１を回転させる駆動機と共通の駆動機により駆動される。さらに、ファン７０にはフィルタ７２が取り付けられており、ファン７０は、駆動すると該フィルタ７２を介して周囲の外気を吸い込み、配管を介して空気管６０に空気を送り込み、強制的にケーシング本体３３の吸込管３１の内側に吐出するように構成されている。ここで、ファン７０が共通の駆動機により駆動されるとは、回転軸２１から不図示の減速機等を介して動力を取り出すように構成されるものであってもよいし、駆動機の出力軸から２つに分岐して動力を取り出す構成であってもよく、例えば、ベルトとプーリを用いてもよいし、駆動機を両軸形式にしてもよい。また、フィルタ７２は、ファン７０を通して水槽１内の空気が逆流するような場合の臭気対策のため活性炭等の脱臭フィルタとするとよい。
【００５４】
開閉バルブ７１は、弁の開閉を行うことによりファン７０によって吸い込まれた空気の空気管６０への供給開始、停止を行うように、圧力検出器７４に接続されている制御機構７３によって制御されている。なお、開閉バルブ７１は、ファン７０の吸込側に設けたダンパとしてもよい。他の実施の形態でも同様である。制御機構７３は、典型的にはマイコン等のコンピュータであり、圧力検出器７４によって測定された圧力を受信し、空気管６０内の圧力に応じて空気の供給開始、あるいは供給停止を行うべく開閉バルブ７１の開閉を制御する。
【００５５】
すなわち、空気管６０内の空気圧の変動に応じて、空気管６０へ空気の供給量を変動させることで空気管６０内の空気圧を調整することが可能となり、空気流入開始水位（揚水開始水位、停止水位）を任意に変動させることができることとなる。
【００５６】
さらに具体的に説明する。従来技術のようにファン７０を備えない場合は、水槽１の水位が上昇してＬＷＬに達したときは、ポンプ１０は空気管６０からの空気の吸い込みをしなくなっている。あるいは前述の正圧ｈｐのために、ＬＷＬに達する前に空気を吸い込まなくなることもあり得る。しかしながら、本実施の形態によれば、ファン７０により又制御機構７３により、空気吸い込みの水位を任意に定めることができる。
【００５７】
以上で説明したように、第１の実施の形態である立軸ポンプシステムによれば、ファン７０を取り付けたので、ポンプに空気を送るタイミングを任意に設定できて自由にエアロック水位等を設定でき、旋回流等の発生によるポンプの異常振動を低減することができる。また、ポンプに入れる空気の量を調整することで揚水量を調整できる。さらに、空気管６０に開閉バルブ７１を接続しているので、ポンプに必要に応じて必要なだけの空気が供給でき、ポンプの実際の状態に応じた最適な運転が可能になる。
【００５８】
さらに、従来は空気管６０による空気の吸い込みを自然に任せていたので、気水混合運転やエアロック運転などの各種運転水位は構造上決まってしまい、それよりも高い水位まで空気を吸い込むように設定できなかったが、本発明によれば、各種運転水位を調整できるので、たとえば気水混合運転やエアロック運転などの運転水位を従来より高水位に設定でき、その分排水量の調整幅が広がる。
【００５９】
また、以上で説明した第１の実施の形態である立軸ポンプシステムによれば、ファン７０を立軸ポンプ１０の不図示の駆動機に連結することでその動力をポンプの駆動動力と共用したので、ファン７０の動力を別に設ける必要がなく、構造が簡単になるばかりか故障箇所が少なくなり、信頼性が高まる。
【００６０】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０２を説明する概略図である。第２の実施の形態では、第１の実施の形態での圧力検出器７４（図１参照）の代わりに水位検出器７６が配設されている。水位検出器７６は、水位の変化を水槽１の底部付近の水圧の変化により検知するものであってもよいし、浮子を用いたフロート式、レベルスイッチによるオンオフ式等であってもよい。
【００６１】
制御機構７３は、水位検出器７６によって検知された水槽１の水位、あるいは予め設定された水位に応じて、空気の供給開始、あるいは供給停止を行うべく開閉バルブ７１の開閉を制御し、ファン７０による空気管６０への空気の送り込みによって強制的に加圧することで空気圧を調整することが可能となり、空気流入開始水位（揚水開始水位、揚水停止水位）を任意に変動させることができることとなる。
【００６２】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０３を説明する図であり、図５（ａ）は立軸ポンプシステム１０３の概略図、図５（ｂ）は後述する弁７７近傍の部分概略図、図５（ｃ）は立軸ポンプシステム１０３の変形例を示す弁７７近傍の部分概略図である。図５（ａ）に示すように、第３の実施の形態では、空気管６０とファン７０とを接続する配管の所定の部分に、水槽１内の空気圧を抑制する弁７７が配設されている。さらに、弁７７にはフロート式水位計７８が機械的に接続されており、弁７７の大気開放面積を変化させることにより、揚水開始水位、揚水停止水位を任意に変動させるように構成されている。
【００６３】
具体的には図５（ｂ）示すように、立軸ポンプシステム１０３では、水槽１内に空気管６０に対して略平行に円筒形状に形成されたシャフト７８ａが配設されている。当該シャフト７８ａと空気管６０とはポンプベース７５付近の水槽１外側で接続されている。さらに、接続することで形成される空気管６０の開放面７７ａに対応するように、シャフト７８ａの内側にコック７７ｂが配設されている。コック７７ｂは、水平方向にはシャフト７８ａの内径よりもやや小さく、鉛直方向には開放面７７ａよりもやや大きい略円筒状に形成されている。さらに、コック７７ｂの鉛直方向下側には棒状部材７８ｅが固定されており、該棒状部材７８ｅは水槽１の底部付近に配設されるフロート式水位計７８のフロート７８ｂに連接されている。
【００６４】
シャフト７８ａの空気管６０とは反対の側には、シャフト７８ａに対して略平行に円筒形状に形成された大気開放管７８ｃが配設されている。シャフト７８ａと大気開放管７８ｃとは、開放面７７ａのやや下方、大気開放管７８ｃの鉛直方向下側の端部で接続されており、開放面７７ａとほぼ同様に開放面が形成されている。さらに、大気開放管７８ｃの鉛直方向上側の端面である大気開放端面７８ｄは、ポンプベース７５よりも上方に位置し、大気に開放されるように構成されている。
【００６５】
フロート７８ｂは、水槽１内の水位の変化に伴って鉛直方向に上下に移動し、フロート７８ｂの移動に連動してコック７７ｂも、シャフト７８ａ内を上下に移動するように構成されている。コック７７ｂの上下動により、弁７７の開放面７７ａの開放面積が変化し、ファン７０から空気管６０へ送り込まれる空気量を調整することが可能となる。また、本実施の形態では、コック７７ｂはシャフト７８ａ内の最下部に位置するときに開放面７７ａを完全に塞いでいる状態となるように配設されている。
【００６６】
つまり、水槽１内の水位が高いときには開放面７７ａの全面が開放されており、ファン７０から空気管６０へ送り込まれる空気は、開放面７７ａ、シャフト７８ａ、大気開放管７８ｃ、大気開放端面７８ｄを順に介して大気中に開放される。つぎに、水位が下降すると共に、コック７７ｂによって開放面７７ａが徐々に閉鎖され、大気中に開放される空気量は減少する。そして、水槽１内の水位が一定の水位に達したときに、開放面７７ａは完全に閉鎖され、ファン７０から空気管６０へ送り込まれる空気のすべてがケーシング本体３３の吸込管３１の内側に吐出するようになる。これにより、揚水開始水位、停止水位を任意に変動させることができるのである。すなわち、フロート式水位計７８のフロート７８ｂが弁７７の開閉を制御する制御機構として機能するのである。また、棒状部材７８ｅの長さを適宜設定することで、揚水開始水位、停止水位をポンプ性能に応じた水位に設定することができる。
【００６７】
なお、弁７７とフロート式水位計７８の構成は上述した形態に限らず、水槽１内の水位が低くなったときに空気管６０に送り込まれる空気量が増す、すなわち大気開放される空気量が減り、水位が高くなったときに大気開放される空気量が増えるような構成であれば、種々の変更が可能である。例えば、図５（ｃ）に示すように、大気開放管７８ｃを用いない構成とすることができる。この場合、シャフト７８ａの鉛直方向上側の端面を大気開放端面７８ｄとして大気に開放し、大気開放端面７８ｄの上方に滑車７８ｆを配設し、コック７７ｂの鉛直方向上側とフロート７８ｂとを滑車７８ｆを介して連接するとよい。また、このときは、棒状部材７８ｅに代えてワイヤ７８ｇを用いるとよい。このように構成することで、フロート７８ｂは、水槽１内の水位の変化に伴って鉛直方向に上下に移動し、フロート７８ｂの移動に連動してコック７７ｂも、シャフト７８ａ内を上下に移動する。コック７７ｂの上下動により、弁７７の開放面７７ａの開放面積が変化し、ファン７０から空気管６０へ送り込まれる空気量を調整することが可能となる。
【００６８】
なお、以上で説明した第１、第２及び第３の実施の形態では、水槽１は密閉された水槽であるものとして説明したが、これに限らず、水面上方が大気に開放された、あるいは大気圧である自由表面を持つ水槽であってもよい。すなわち、ポンプベース７５を通気可能な構造としてもよい。そのときは不図示の通気口には、不図示の臭気遮断フィルタを設けるとよい。水槽１が密閉構造のときは、吸水槽１ａの水位と水槽１の水位が必ずしも一致しない。即ち、吸水槽１ａの水位が上昇するとき、水槽１の水位は閉じ込められた空気の圧縮にしたがって上昇はするが、吸水槽１ａの水位よりも低い水位に保たれる。これに対して、水槽１が開放構造のときは、吸水槽１ａの水位と同じ水位となる。また、水槽１と吸水槽１ａとが一体になった、いわゆるオープンタイプの水槽であってもよい。後述する第７の実施の形態も同様である。
【００６９】
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０４を説明する概略図である。本実施の形態では、水面上方部分が外気と遮断される構造である密閉された水槽１を形成している。立軸ポンプ１０がコンクリート製の床１２に据え付けられている部分には水槽１内の密閉性を確保すべくポンプベース７５が配設されている。さらに、第１の実施の形態では空気管６０の空気圧の変動に応じてファン７０による空気の供給量を調整するように構成されていたのに対して、第４の実施の形態では、密閉された水槽１内の水位の変動、すなわち空気圧の変動に応じて、ファン７０による水槽１への空気の供給量を変動させることで水槽１内の空気圧を調整し、空気流入開始水位（揚水開始水位、揚水停止水位）を任意に変動させることができるように構成されている。
【００７０】
すなわち、水槽１内の圧力を測定する圧力検出器７４は空気管６０ではなくポンプベース７５に配設されており、ファン７０によって送り込まれる空気は、開閉バルブ７１を介し供給量が調整され、開閉バルブ７１に連接されポンプベース７５を貫通して配設されている空気配管７９を通して水槽１内に直接吐出される構成となっている。なお、この場合２本配設されている空気管６０は各々を接続する必要はない。
【００７１】
本実施の形態では、吸水槽１ａの水位が上昇し、それに伴って水槽１の水位も上昇する。水槽１の水位がＬＷＬに達したときには、立軸ポンプ１０は空気を空気管６０から吸い込まない。本実施の形態によれば、水槽１の水面上方の空気圧を調整できるので、吸水槽１ａの水位が上昇しても水槽１の水位は上昇しないようにすることができる。このようにして、吸水槽１ａの水位に拘わらず、立軸ポンプ１０の気水混合運転を継続することができる。
【００７２】
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０５を説明する概略図である。第５の実施の形態は、回転軸２１を回転させる駆動機とは別にファン７０を駆動させる駆動機７０ａが設けられている点で第４の実施の形態等とは異なる構成となっている。
【００７３】
この場合、制御機構７３が駆動機７０ａの始動停止手段７０ｂを制御するように構成することでファン７０の回転数を直接に調整することが可能となるため開閉バルブ７１を設置する必要がなくなる。すなわち、駆動機７０ａの始動停止手段７０ｂが空気の供給開始、供給停止を行う開始停止手段として機能することとなるのである。また、本実施の形態では、回転軸２１上に直流発電機８０を設置し、制御機構７３とともに電流調整器を設置し、回転軸２１の回転により発電される電力をファン７０の駆動に利用することで効率のよい立軸ポンプシステム１０５とすることが可能となる。
【００７４】
図８は、本発明の第５の実施の形態の変形例に係る立軸ポンプシステム１０５ａを説明する概略図である。本変形例は、直流発電機８０及びジェネレータの設置位置が図７の場合と異なる。本変形例では回転軸２１を回転させる駆動機８１の立軸ポンプ１０とは反対側の軸端に直流発電機８０が設置されている。この場合、より単純な構成である立軸ポンプシステム１０５ａとすることが可能となる。
【００７５】
図９は、本発明の第６の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０６を説明する概略図である。第１の実施の形態から第５の実施の形態では、ファン７０はフィルタ７２を介して周囲の外気を吸い込むように構成されていたのに対して、第６の実施の形態では、ファン７０は吸水槽１ａとファン７０とを接続する吸気配管８２を介して吸水槽１ａ側の空気を吸い込むように構成されている。この場合、フィルタ７２を配設する必要がなく、例えば吸水槽１ａ内に雨水だけでなく下水が流入したとしても、下水の臭気が床上に放出されることがない。
【００７６】
図１０は、本発明の第７の実施の形態に係る立軸ポンプシステム１０７を説明する概略図である。第７の実施の形態では、立軸ポンプ１０の吸込管３１に空気を供給する空気管６０を接続してなる立軸ポンプ１０の強制給気装置において、空気管６０に空気を送風するファン７０を、立軸ポンプ１０の駆動機８５に連結して構成されている。また、立軸ポンプ１０の羽根車２０の回転軸２１と駆動機８５の間に減速機８４を取り付け、ファン７０の動力を、前記減速機８４の部分から取り出すことができる。さらにまた、立軸ポンプ１０のファン７０と駆動機８５の間に、駆動機８５からファン７０に伝達する動力を接続・遮断する開始停止手段としてのクラッチ８８を設けることができる。さらにまた、立軸ポンプ１０の前記空気管６０に、空気の導通を開閉又は空気量の制御を行う開閉バルブ７１を取り付けることができる。さらにまた、立軸ポンプ１０の近傍に水位センサ又はキャビテーションや空気吸込渦や水中渦による振動を検知する振動センサを設置することで、ファン７０によって吸込口内に強制的に空気を給気するタイミングを検出することができる。
【００７７】
本図に示すようにこの立軸ポンプ１０は立軸斜流ポンプであり、ケーシング本体３３内の下部に羽根車２０を収納し、ケーシング本体３３の上部から引き出した羽根車２０の回転軸２１に減速機８４を介して駆動機８５を接続し、さらにケーシング本体３３の吸込管３１近傍に空気管６０の一端を接続して構成している。
【００７８】
そしてこの立軸ポンプシステム１０７の場合はさらに、空気管６０の他端にファン７０を取り付け、またファン７０を駆動する駆動軸８７をクラッチ８８を介して減速機８４に接続している。以下各構成部品について詳細に説明する。
【００７９】
この実施形態にかかる立軸ポンプシステム１０７が備える立軸ポンプ１０は立軸斜流ポンプであるが、立軸軸流ポンプ等の他のポンプに本発明を適用しても良い。また駆動機８５はこの実施形態ではデイーゼルエンジンを使用しているが、ガソリンエンジンやガスタービンや電動機等、他の駆動機を用いても良い。本実施形態では減速機８４は直交軸減速機（傘歯車減速機）を使用することで直交する駆動機８５のシャフト８６と回転軸２１とを連結している。
【００８０】
また減速機８４には前述のようにクラッチ８８が取り付けられており、クラッチ８８を接続することで駆動機８５の動力をファン７０に伝達し、クラッチ８８を切断することで駆動機８５の動力をファン７０に伝達しないように構成している。つまり、クラッチ８８を接続すれば駆動機８５は羽根車２０とファン７０の両者を同時に駆動し、クラッチ８８を切断すれば羽根車２０のみを駆動する。
【００８１】
ファン７０は回転・駆動されることで図示する矢印のように周囲の空気を吸引して空気管６０内に強制的に空気を供給し、強制的にケーシング本体３３の吸込管３１の内側に吐出する。
【００８２】
また図示はしないがこの立軸ポンプ１０を設置する水槽の水位が所定の水位に達したことを検出する水位センサ（及び／又はポンプの振動を検出する振動センサ）を設置しておく。
【００８３】
次にこの立軸ポンプシステム１０７の動作を説明する。立軸ポンプシステム１０７を始動するスイッチがオンされると、駆動機８５が駆動されて羽根車２０が回転駆動され、揚水が開始され、水槽内の水が排水される。水槽内が所定の水位以下になった場合、即ち水槽内の水に空気吸込渦や水中渦の発生する恐れが生じる水位、またはキャビテーションを発生する恐れがある水位まで下がった場合は、これを水位センサが検出演算し、前記クラッチ８８を接続し、ファン７０を回転駆動して空気管６０内に強制的に空気を供給し、強制的にケーシング本体３３の吸込管３１の内側に空気を吐出し、これによって気水混合運転をさせたりエアロック運転をさせたりする。水位が上昇した場合は、クラッチ８８を切断してエアの強制的な供給を停止する。つまりクラッチ８８の接続・切断によって吸込管３１に適宜エアを送り、最適な運転状態を選択し、これによって自由にエアロック等を行うことができる。
【００８４】
また振動センサを設けることでポンプの振動が所定の振動以上になったことを検知した場合は、空気吸込渦や水中渦やキャビテーションが発生していると判断し、前記クラッチ８８を接続するようにしても良い。この場合振動の程度に応じてクラッチ８８をオンオフすることで、送り込む空気量を制御しても良い。即ち振動が大きいときは大量の空気を導入し、振動が小さいときは少ない空気を導入する。
【００８５】
ところで上記実施形態に示す立軸斜流ポンプに比べて立軸軸流ポンプの場合、ポンプの吸込管に絞りがないので単にエアパイプを取り付けただけではエアロック水位が低くなってしまい、吸込管から空気が入りやすかった。しかしながら本発明のようにファン７０を取り付ければ、ポンプ形状に関係なくエアロック水位等を決めることができるので、このような問題は生じない。
【００８６】
以上で説明した第７の実施の形態である立軸ポンプシステム１０７によれば、ファン７０の動力を減速機８４の部分から取り出したので、動力の取り出しが容易に行うことができる。また、ファン７０と駆動機の間にクラッチを設けたので、ファン７０に必要に応じて必要なだけの動力が供給でき、ポンプの実際の状態に応じた最適な運転が可能になる。
【００８７】
以上本発明の実施形態を詳細に説明したが本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面全体に記載された技術的思想の範囲内において種々の変更が可能である。例えば以下の通りである。
【００８８】
1上記実施形態においては減速機８４とファン７０の間にクラッチ８８を設けたが、クラッチ８８を設ける代わりに空気管６０の途中に電動弁からなる開閉バルブ７１（図１０に点線で示す）を取り付け、この開閉バルブ７１の開閉によって空気の入切を制御しても良い。その際開閉バルブ７１の開度を調節することで供給する空気量を調節しても良い。このように構成すれば、クラッチを設けなくてもポンプへの強制的な空気の供給量を制御できる。この場合は、開始停止手段は開閉バルブ７１となる。
【００８９】
2上記実施形態では立軸ポンプ１０の吸込管３１の内部に強制的に空気を送り込む手段としてファン７０を用いたが、ブロア等、他の各種空気供給手段を用いても良い。
【００９０】
3上記実施形態ではファン７０を減速機８４の部分に取り付けたが、それ以外の部分に取り付けても良い。要はポンプを駆動する駆動機に連結するものであればどの位置に設けても良い。
【００９１】
4上記実施形態ではポンプを先行待機ポンプに利用した場合を説明したが、他の目的に使用する場合でも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００９２】
図１１は、本発明の第８の実施の形態に係るポンプ機場の複数の立軸ポンプの関係を示す模式的正面断面図である。上述した立軸ポンプシステムが用いられるポンプ機場１０８では、以上で説明したような先行待機運転ポンプ、ここでは立軸ポンプが水槽に複数台設置される。本図に示すように、複数の立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの間をそれぞれ鉄筋コンクリート製の水槽仕切壁１ｂ、１ｃで仕切られ、各ポンプ用の水槽が独立した密閉水槽を形成している。
【００９３】
さらに、複数台の立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃそれぞれの制御機構７３は、複数台の立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの排水開始水位が２以上の異なる水位となるように、立軸ポンプそれぞれの開始停止手段、例えば第４の実施の形態である立軸ポンプシステム１０４を設置するのであれば開閉バルブ７１を制御するように構成されている。
【００９４】
このようなポンプ機場１０８の運転において、水位の上昇に伴って１台のポンプでは排水量が不足する場合には、次々に他のポンプが排水を開始して複数台による排水運転に入る。ここで使用されるポンプは、先に説明した立軸ポンプ１０を用いているので、胴管部３３ａ（図２参照）の長さが同一であり、その据付高さが同じで、特に羽根車の設置高さ等が同一な仕様であっても、水を吸い込み始める水位を異ならせることができる。
【００９５】
第１の実施の形態から第３の実施の形態及び第７の実施の立軸ポンプシステムを用いる場合は、水槽はオープンタイプ（自由表面を持つ水槽）であってもよい。このときは、ファン７０により強制的に供給される空気により、水槽の水位に無関係に、ある程度まで気水混合運転の開始あるいは終わりの時期を調整できるので、排水開始の順序をポンプ毎に任意に設定することが可能となる。
【００９６】
以上で説明した第８の実施の形態であるポンプ機場１０８によれば、各ポンプの水を吸い込み始める水位をポンプの設置後でも任意に変更することが可能であるので、ポンプ運転時間に偏りが生じ、特定のポンプの消耗が激しくなったり、維持管理作業の困難性を招くことはなく、ポンプ運転時間と形状の均一化により、建設と維持管理性の向上が可能となる。また、ポンプのうち１台が故障したとき、他の号機による代替が可能であり、さらに、故障したポンプを交換するにしても、同一仕様のポンプで済むので、製造納期の短縮化が容易である。
【００９７】
なお、以上で説明したポンプ機場１０８では、送風機としてのファン７０（図１参照）は各立軸ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対して共通に、すなわち１つだけ設けるものとしてもよい。また、ポンプ機場１０８において、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態又は第７の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを用いる場合は、必ずしも水槽仕切壁１ｂ、１ｃを設ける必要はなく同一の水槽に設けてもよく、この場合より簡単な構成であるポンプ機場１０８とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る立軸ポンプシステムに使用するのに適した立軸ポンプの正面断面図である。
【図３】各水位と吸込管の下端から渦状に空気を吸い込んでしまう水位Ｌｃとの関係を説明する立軸ポンプの部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る立軸ポンプシステムの変形例を説明するための概略図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る立軸ポンプシステムを説明するための概略図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係るポンプ機場の複数の立軸ポンプの関係を示す模式的正面断面図である。
【図１２】従来の立軸ポンプの正面断面図である。
【図１３】従来の機場の複数の立軸ポンプの関係を示す模式的正面断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０  立軸ポンプ
２０  羽根車
２１  回転軸
３０  ケーシング
３１  吸込管
５１  吸気孔
６０  空気管
７０  ファン
７０ａ、８１、８５  駆動機
７１  開閉バルブ
７２  フィルタ
７３  制御機構
７４  圧力検出器
７６  水位検出器
７７  弁
７８  フロート式水位計
７９  空気配管
８２  吸気配管
８８  クラッチ
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０５ａ、１０６、１０７  立軸ポンプシステム
１０８  ポンプ機場
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】
2005240622.tif 000003
【図２】
2005240622.tif 000004
【図３】
2005240622.tif 000005
【図４】
2005240622.tif 000006
【図５】
2005240622.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005240622.tif 000009
【図８】
2005240622.tif 000010
【図９】
2005240622.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005240622.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005240622.tif 000015