TWI704287B - 橫軸沉水泵、以及用於橫軸沉水泵之吸入蓋 - Google Patents

Abstract

橫軸沉水泵係具有：殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於吸入口；該第1吸入開口，係設置於吸入蓋，且開口於比葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於吸入蓋及殼體當中至少一方之比葉輪更上游側，且開口於比第1吸入開口之上端更高的位置。

Description

橫軸沉水泵、以及用於橫軸沉水泵之吸入蓋

本發明係關於作為設置於暗渠內等用於雨水或污水等之壓送的內水排除設備之橫軸沉水泵、及用於橫軸沉水泵之吸入蓋。

以往，作為雨水等之排水泵，將泵設備改良成裝卸構造並採用低水位型之橫軸沉水泵(橫軸軸流型之沉水泵)的排水站之建設逐漸增加。

此外，在例如主流與支流匯合的地點，係藉由於支流側設置開閉閘門，在大雨等之水量增加時將開閉閘門關閉，而抑止主流側的水往支流逆流。此時，為了將從支流的上游流來的水進行強制排水，而多使用有將橫軸沉水泵安裝於開閉閘門的泵閘。並且，於泵閘大多為了進行大容量之排水而使用橫軸沉水泵。於專利文獻1，係揭示有於橫軸沉水泵設置吸入喇叭口(吸入蓋)，而可進行排水至低水位的泵閘。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-003450號公報

於專利文獻1揭示的橫軸沉水泵，係若如全量排水運轉時般之成為葉輪完全沒入水中的狀態之運轉時的水位以下，則會成為空轉而暫時停止，然後，當流入量增大而水位上昇時會再度啟動。若如此般地因應於水位而頻繁地反覆進行泵之ON/OFF，則運轉管理變得煩雜，且啟動頻率變得頻繁而對於沉水電動機的負擔增大。

因此，本發明係以提供即使吸入側之水位為全量排水運轉時之水位以下，也可維持以額定旋轉數之運轉，而抑制泵之停止與啟動之反覆的橫軸沉水泵作為目的。

本發明之一樣態之橫軸沉水泵係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口與排出口；該葉輪係在殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於吸入口；該第1吸入開口，係設置於吸入蓋，且開口於比葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於吸入蓋及殼體當中至少一方比葉輪更上游 側，且開口於比第1吸入開口之上端更高的位置。

藉此，橫軸沉水泵，係由於即使在葉輪沒完全沒入水中的運轉模式下，也會一邊吸入空氣一邊運轉，因此可在維持用以驅動葉輪的沉水電動機之以額定旋轉數的運轉之狀態，抑制吸入側之水位的下降速度或上昇速度。因而，可減低沉水電動機之ON/OFF的反覆頻率。

此外，吸入蓋亦可為具有上壁及從上壁往下方延伸設置的側壁，上壁之前緣具有比該前緣之兩端部更高的位置，且第2吸入開口為被前緣與連結該前緣之兩端部的直線所包圍的開口者。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模式間順利地轉移。

此外，吸入蓋亦可為具有上壁、從上壁往下方延伸設置的側壁、以及從上壁往下方延伸設置的前壁，且第2吸入開口為貫穿前壁的孔者。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模 式間順利地轉移。進而，吸入蓋係可使來自上游側的流體(水或空氣)流入吸入蓋內，另一方面可抑止流體中所包含的異物流入吸入蓋內。

此外，吸入蓋亦可為具有上壁、從上壁往下方延伸設置的側壁、以及從上壁往下方延伸設置的前壁，第1吸入開口係被前壁之下端與側壁之下端所包圍的開口，第2吸入開口，係連通於第1吸入開口且被形成於前壁之至少1個以上的缺口與連結前壁之下端的直線所包圍的開口者。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模式間順利地轉移。進而，吸入蓋係可使來自上游側的流體(水或空氣)流入吸入蓋內，另一方面可抑止流體中所包含的異物流入吸入蓋內。

此外，吸入蓋亦可為具有上壁、以及從上壁往下方延伸設置的側壁，第1吸入開口係被上壁之前緣與側壁之下端所包圍的開口，第2吸入開口，係連通於第1吸入開口且被形成於上壁之至少1個以上的缺口與連結上壁之前緣的直線所包圍的開口，或者連通於第1吸入開口且被形成於側壁之至少1個以上的缺口與連結側壁之下端的直線所包圍的開口者。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模式間順利地轉移。進而，吸入蓋係可使來自上游側的流體(水或空氣)流入吸入蓋內，另一方面可抑止流體中所包含的異物流入吸入蓋內。

此外，吸入蓋亦可為具有上壁、及從上壁往下方延伸設置的側壁，且第2吸入開口為形成於上壁或側壁的開口者。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模式間順利地轉移。

此外，亦可進一步具備吸氣管，其一端連接於吸入蓋或殼體，另一端為開放的吸氣口，吸入蓋係具有上壁、及從上壁往下方延伸設置的側壁，且第2吸入開口為吸氣口者。

藉此，即使在全量排水之運轉模式的水位以下之運轉模式下，亦可適當地使空氣流入吸入蓋內。

此外，亦可為吸入蓋之上壁的前緣、或吸入 蓋之從上壁往下方延伸設置之前壁的下端，係位於與葉輪的下端距離葉輪之直徑比10~25%的上方者。

藉此，直至低水位時可在全量排水之運轉模式下運轉，特別是在全量排水之運轉模式下，可更適當地抑止空氣吸入渦漩的發生。

此外，亦可為進一步具備舌閥，該舌閥係設置於殼體的排出口之側，且可藉由從排出口所排出的流體之壓力而進行開閉者。

藉此，由於在全量排水及氣水混合排水之各運轉模式下，舌閥被經常開放，而將因應於各運轉模式的水進行排出，在其以下之水位時的空轉之運轉模式下，舌閥會被閉塞，因此在殼體內流體容易循環流動。此外，舌閥係由於藉由吐出壓而進行開閉，因此無須另外設置用來開閉舌閥的驅動裝置或控制裝置，而可將構造簡化。

此外，亦可為進一步具備排氣機構，當殼體的內壓達到既定的壓力時，該排氣機構係用來將殼體內的空氣排出到外部者。

藉此，例如，當從空轉之運轉模式或氣水混合排水之運轉模式水位上昇而轉移至其他運轉模式時，由於可將滯留在殼體內的空氣適當地排出，因此可抑制對沉水電動機造成的負荷。

此外，本發明之一樣態之用於橫軸沉水泵之吸入蓋亦可為具有：排出開口、上壁、側壁、前壁、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該側壁係從上壁往下方延 伸設置；該前壁係從上壁往下方延伸設置；該第1吸入開口係被前壁之下端與側壁之下端所包圍；該第2吸入開口，係連通於第1吸入開口且被形成於前壁之至少1個以上的缺口與連結前壁之下端的直線所包圍的開口。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模式間順利地轉移。進而，吸入蓋係可使來自上游側的流體(水或空氣)流入吸入蓋內，另一方面可抑止流體中所包含的異物流入吸入蓋內。

再者，本發明之另一樣態之用於橫軸沉水泵之吸入蓋係具有：排出開口、上壁、側壁、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該側壁係從上壁往下方延伸設置；該第1吸入開口係被上壁之前緣與側壁之下端所包圍；該第2吸入開口，係連通於第1吸入開口且被形成於上壁之至少1個以上的缺口與連結上壁之前緣的直線所包圍的開口，或者連通於第1吸入開口且被形成於側壁之至少1個以上的缺口與連結側壁之下端的直線所包圍的開口。

藉此，吸入蓋係可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，例如，若吸入側之水位下降，而從全量排水之運轉模式的水位變成氣水混 合排水之運轉模式的水位，則第2吸入開口之吸氣面積會擴大，因此，可適當地增加空氣的吸入量，而在各運轉模式間順利地轉移。進而，吸入蓋係可使來自上游側的流體(水或空氣)流入吸入蓋內，另一方面可抑止流體中所包含的異物流入吸入蓋內。

依據本發明，可提供即使吸入側之水位為全量排水運轉時之水位以下，也可維持以額定旋轉數之運轉，而抑制泵之停止與啟動之反覆的橫軸沉水泵。

1‧‧‧橫軸沉水泵

2‧‧‧殼體

3‧‧‧葉輪

7‧‧‧吸入蓋

8‧‧‧開口部

14‧‧‧吸氣部

[第1圖]第1圖係顯示本發明之實施形態之橫軸沉水泵的構造之圖。

[第2圖]第2圖係顯示第1實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第3圖]第3圖係顯示第1實施形態之吸入蓋的其他形狀之圖。

[第4圖]第4圖係顯示第1實施形態之吸入蓋的其他形狀之圖。

[第5圖]第5圖係顯示使用橫軸沉水泵之泵閘系統的構造之圖。

[第6圖]第6圖係說明第1實施形態之橫軸沉水泵 的運轉模式之圖。

[第7圖]第7圖係顯示第1實施形態之全量排水模式時的泵動作之圖。

[第8圖]第8圖係顯示第1實施形態之氣水混合排出模式時的泵動作之圖。

[第9圖]第9圖係顯示第1實施形態之空轉模式時的泵動作之圖。

[第10圖]第10圖係顯示設置於橫軸沉水泵之排氣機構的構造之圖。

[第11圖]第11圖係顯示第2實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第12圖]第12圖係顯示第2實施形態之吸氣部的形狀之圖。

[第13圖]第13圖係顯示第2實施形態之吸氣部的其他形狀之圖。

[第14圖A]第14圖A係顯示第2實施形態之吸氣部的其他形狀之圖。

[第14圖B]第14圖B係顯示第2實施形態之吸氣部的其他形狀之圖。

[第15圖]第15圖係顯示第2實施形態之吸氣部的其他形狀之圖。

[第16圖]第16圖係說明第2實施形態之橫軸沉水泵的運轉模式之圖。

[第17圖]第17圖係顯示第2實施形態之全量排水 模式時的泵動作之圖。

[第18圖]第18圖係顯示第2實施形態之氣水混合排出模式時的泵動作之圖。

[第19圖]第19圖係顯示第2實施形態之空轉模式時的泵動作之圖。

[第20圖]第20圖係顯示第3實施形態之橫軸沉水泵的外形之圖。

[第21圖]第21圖係顯示第3實施形態之橫軸沉水泵的其他外形之圖。

[第22圖]第22圖係說明第3實施形態之橫軸沉水泵的運轉模式之圖。

[第23圖]第23圖係顯示第3實施形態之全量排水模式時的泵動作之圖。

[第24圖]第24圖係顯示第3實施形態之氣水混合排出模式時的泵動作之圖。

[第25圖]第25圖係顯示第3實施形態之空轉模式時的泵動作之圖。

[第26圖]第26圖係顯示第4實施形態之橫軸沉水泵的外形之圖。

[第27圖]第27圖係顯示第4實施形態之橫軸沉水泵的其他外形之圖。

[第28圖]第28圖係顯示第4實施形態之橫軸沉水泵的其他外形之圖。

[第29圖]第29圖係說明第4實施形態之橫軸沉水 泵的運轉模式之圖。

[第30圖]第30圖係顯示第4實施形態之全量排水模式時的泵動作之圖。

[第31圖]第31圖係顯示第4實施形態之氣水混合排出模式時的泵動作之圖。

[第32圖]第32圖係顯示第4實施形態之空轉模式時的泵動作之圖。

[第33圖]第33圖係顯示第5實施形態之橫軸沉水泵的外形之圖。

[第34圖A]第34圖A係顯示第5實施形態之空氣調整機構的構造之圖。

[第34圖B]第34圖B係顯示第5實施形態之空氣調整機構的其他構造之圖。

[第35圖]第35圖係說明第5實施形態之橫軸沉水泵的運轉模式之圖。

[第36圖]第36圖係顯示第5實施形態之全量排水模式時的泵動作之圖。

[第37圖]第37圖係顯示第5實施形態之氣水混合排出模式時的泵動作之圖。

[第38圖]第38圖係顯示第5實施形態之空轉模式時的泵動作之圖。

[第39圖]第39圖係顯示第6實施形態之橫軸沉水泵的構造之圖。

[第40圖A]第40圖A係葉輪的重要部分正視圖。

[第40圖B]第40圖B係吸入蓋之前緣的高度位置的葉輪之展開圖。

[第41圖]第41圖係顯示第6實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第42圖]第42圖係表示橫軸沉水泵的性能曲線之圖表。

[第43圖]第43圖係說明第6實施形態之橫軸沉水泵的運轉模式之圖。

[第44圖]第44圖係顯示第6實施形態之全量排水模式時的泵動作之圖。

[第45圖]第45圖係顯示第6實施形態之空轉模式時的泵動作之圖。

[第46圖]第46圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第47圖]第47圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第48圖]第48圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第49圖]第49圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第50圖]第50圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第51圖]第51圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第52圖]第52圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第53圖]第53圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第54圖]第54圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

[第55圖]第55圖係顯示作為其他實施形態之吸入蓋的形狀之圖。

(第1實施形態)

第1圖係顯示本發明之第1實施形態之橫軸沉水泵1的構造之側剖面圖。橫軸沉水泵1係可進行大容量之排水的橫軸軸流型之沉水泵，且具備殼體2、葉輪3、主軸4、引導葉片5、以及沉水電動機6。

殼體2係具有吸入口及排出口的筒體，並供流體(水及空氣)通過其內部。於殼體2之內部係從吸入側起配置葉輪3、引導葉片5及沉水電動機6。葉輪3係因應於排水站之規格而選擇者，例如，軸流葉片或斜流葉片。主軸4係將藉由沉水電動機6產生的扭轉力傳遞至葉輪3者，且其一端連接於沉水電動機6，另一端連接於葉輪3。亦即，葉輪3係藉由被保持在殼體2的沉水電動機6，透過主軸4被支承著。引導葉片5係用來規定在殼體 2內流通的流體之流動方向。

進而，橫軸沉水泵1係可具備可開閉地支承於殼體2之吐出側的舌閥9。另外，舌閥9係可直接或間接地設置於殼體2之排出口。例如，殼體2與舌閥9亦可透過橫軸沉水泵1之被安裝對象、即水門壁來相互連接。在此，作為水門壁之一例係可列舉如後述般之泵閘系統之閘門體。舌閥9，係當橫軸沉水泵1之吐出壓力為低時，會藉由本身重量而關閉，當吐出壓力為高時，可藉由以上部之支點作為軸而打開，來進行排水。另外，因應用途，亦可於殼體2之吐出側連接吐出配管來進行排水。

此外，橫軸沉水泵1係於殼體2之吸入側具備使開口部8朝向下方的吸入蓋7。吸入蓋7係例如鑄物製，用於將從開口部8吸入的流體導引至殼體2之吸入口。

第2圖係顯示本實施形態之吸入蓋7的形狀之三面圖。吸入蓋7係具有上壁10、從上壁10之兩端側分別往下方延伸設置的2個側壁11、以及連接於殼體2且具有排出開口的凸緣12。上壁10，係朝向吸入側(側視圖之左方)往下方傾斜。側壁11之下端，係從上壁10之前緣13的兩端至橫軸沉水泵1之殼體2下方附近分別傾斜。

吸入蓋7之開口部8，係設置成使吸入側比另一側更高的方式傾斜之狀態，且其係本實施形態之第1吸入開口。上壁10之前緣13，係形成中央部分比兩端部更 高的凸部。並且，吸入蓋7之吸氣部14，係被連結前緣13之兩端部的直線(2點鏈線)與凸形之前緣13所包圍的空間，且其係本實施形態之第2吸入開口。另外，前緣13並不限於一直線，前緣13之中央部分朝吸入側突出亦可。此外，吸氣部14之位於最高位置的開端14a、與位於最低位置之末端14b，係因應於排水站或橫軸沉水泵1的規格，而設定於可在後述之氣水混合排出模式下進行運轉的位置。

第3圖係顯示本實施形態之吸入蓋7的其他形狀之二面圖。於本實施形態中，吸入蓋7的形狀並不限於如第2圖所示者，亦可為如第3圖所示者。第3圖所示之吸入蓋7，係具有從上壁10之前緣13朝向下方延伸設置的前壁15。於此情況中，本實施形態之第2吸入開口係為貫穿前壁15之複數個吸氣孔16。側壁11之下端(端部)，係從前壁15之下端朝向凸緣12具有既定的傾斜角度。前壁15之延伸設置長度，係依據後述之氣水混合排出模式或空轉模式之運轉狀況而適當設定。此外，吸氣孔16的形狀，係可適當選擇圓形、長孔狀、狹縫狀等，吸氣孔16的孔徑或隙縫的寬度等亦可因應於運轉條件而適當決定。

第4圖係顯示本實施形態之吸入蓋7的其他形狀之二面圖。第4圖所示之吸入蓋7，係使上壁10之前緣13成為水平，並具有從前緣13朝向下方延伸設置的前壁15。前壁15係具有連通於開口部8之至少1個以上 的缺口，若將該等缺口作為整體來觀察，則其形狀為鋸齒狀或波狀。於此情況中，本實施形態之第2吸入開口，係作為被缺口與連結前壁15之下端的直線(2點鏈線)所包圍的開口之吸氣部14。針對側壁11的形狀、或前壁15的延伸設置長度，係與第3圖所示之吸入蓋7相同。

第5圖係顯示使用橫軸沉水泵1之泵閘系統17的構造之概略圖。泵閘系統17係具備泵閘19、齒條21、以及開閉機22，該齒條21，係從上壁20垂下，用來將閘門體18吊起；該開閉機22，係藉由使齒條21上下移動而使泵閘19進行昇降。

泵閘19，係將橫軸沉水泵1裝卸自如地組入於閘門體18，用來將河川等之水路進行開閉者，將水從上游側(圖左方)往下游側(圖右方)排出。具體而言，平時係在使閘門體18上昇的狀態，讓泵吸入側(上游側)之水路的水往泵吐出側(下游側)之水路進行自然排水。另一方面，當因大雨等下游側之外水位上昇時，藉由開閉機22的驅動使閘門體18下降來關閉水路，橫軸沉水泵1，係將上游側的水往下游側進行強制性地排水。另外，本實施形態之泵閘系統17雖為使泵閘19垂直地下降來將水路封閉，但亦可藉由搖動或旋轉等之周知技術來將水路封閉。

接著，針對使用於泵閘系統17之橫軸沉水泵1的運轉模式進行說明。第6圖係用來說明橫軸沉水泵1的運轉模式之圖。另外，於第6圖中雖以吸入蓋7之形狀為第3圖所示者來進行說明，但即使是第2圖或第4圖所 示之吸入蓋7亦相同。

橫軸沉水泵1係具有以預先設定的吸入側之2個水位H、M(H>M)作為基準的3個運轉模式。具體而言係全量排水模式M1、氣水混合排出模式M2、以及空轉模式M3。全量排水模式M1係當吸入側的水位超過水位H時實施。氣水混合排出模式M2係當吸入側的水位為水位H以下且超過水位M時實施。空轉模式M3係當吸入側的水位為水位M以下時實施。另外，雖未圖示，但當吸入側的水位為特定之水位L(L<M)以下時，橫軸沉水泵1係停止運轉。

在吸入蓋7為第3圖所示之形狀的情況，水位H係設定在吸入蓋7之吸氣孔16的上端16a之位置。水位M係設定在吸入蓋7之開口部8的上端。此外，水位L係設定在即使葉輪3進行旋轉也無法對沉水電動機6供給充分的水之水位的上限。另外，在吸入蓋7為第2圖所示之形狀的情況，水位H係設定在吸入蓋7之吸氣部14的開端14a之位置，水位M係設定在吸氣部14的終端14b之位置。

<全量排水模式>

第7圖係用來說明當運轉模式為全量排水模式M1(吸入側水位>水位H)時之橫軸沉水泵1的動作之圖。全量排水模式M1，係使在上游側吸入的水往下游側進行全量排出的運轉模式。若因大雨等閘門下游側(吐出側)的水位 上昇，則為了抑止逆流，而使閘門體18下降，來封閉水路。並且，若閘門上游側(吸入側)的水位超過水位H，則橫軸沉水泵1會被啟動，而橫軸沉水泵1係在全量排水模式M1下，以額定旋轉數進行運轉來往下游側進行排水。此時，連通於橫軸沉水泵1之內部的開口(吸氣孔16及開口部8)係完全沒入水中，藉由橫軸沉水泵1之吐出壓力吐出側之舌閥9係成為開放的狀態。在此，橫軸沉水泵1之運轉開始的時點，係可使未圖示之控制裝置藉由周知之水位計等檢測出超過水位H之後再進行判斷，亦可不實際檢測水位H，而根據預先設定的開始時間等來自動判斷。

<氣水混合排出模式>

第8圖係用來說明當運轉模式為氣水混合排出模式M2(水位H≧吸入側水位>水位M)時之橫軸沉水泵1的動作之圖。橫軸沉水泵1在全量排水模式M1下將閘門上游側之儲存水進行排水的結果，若閘門上游側的水位緩緩下降而成為水位H以下，則運轉模式會轉移至氣水混合排出模式M2。氣水混合排出模式M2係連同水一起吸取少量的空氣，並且以額定旋轉數之運轉進行排水的運轉模式。

作為具體的水位，係吸入蓋7之吸氣孔16的一部分或全部暴露於大氣中，但為開口部8沒入水中的水位。藉由將吸入蓋7之吸氣孔16的上端16a設定為水位H，而可一邊從開口部8吸入水，一邊從吸氣孔16吸入空氣。排水量係由水位與吸氣量的關係決定。藉由設有此氣 水混合排出模式M2，而可緩和在低水位之不安定運轉。

另外，在氣水混合排出模式M2下，橫軸沉水泵1之吐出壓力係比全量排水模式M1時更低。但，舌閥9係處於開放的狀態。

<空轉模式>

第9圖係用來說明當運轉模式為空轉模式M3(水位M≧吸入側水位>水位L)時之橫軸沉水泵1的動作之圖。若藉由使橫軸沉水泵1持續排水，進一步降低水位而成為水位M以下，則運轉模式係從氣水混合排出模式M2轉移至空轉模式M3。空轉模式M3係成為所謂的待機運轉的模式，其係連同水一起吸取大量的空氣，並且維持以額定旋轉數之運轉的運轉模式。

作為具體的水位，係吸入蓋7之開口部8的一部分暴露於大氣中，但為葉輪3的一部分沒入水中的水位。藉由將吸入蓋7之開口部8的上端設定為水位M，當水位成為水位M以下時，可從吸入蓋7的吸氣孔16與開口部8吸入大量的空氣。其結果，橫軸沉水泵1之吐出壓力會降低，但會以殼體2內混合有水與空氣的狀態繼續運轉。殼體2內的水量係因應於吸入側水位而變動。在此空轉模式M3下，由於藉由在殼體2內被攪拌的水，沉水電動機6會被冷卻，因此可抑制過度的發熱。

另外，在空轉模式M3下，由於水與空氣會在殼體2內進行循環流動，且吐出壓力為低，因此舌閥9基 本上係處於閉塞的狀態。但，亦有若下游側的水位下降，則舌閥9會開放的情況。此外，由於即使在將舌閥9閉塞後的緊閉狀態下進行以額定旋轉數之運轉，亦會混入大量的空氣，因此水動力為低，而可抑制泵動力的上昇。

在此，在空轉模式M3下，基本上並不將水排出，因此吸入側的水位不會下降。但，若藉由下游側之水位的下降而使橫軸沉水泵1之吐出壓力成為僅將舌閥9開放的壓力，則藉由排水吸入側之水位會下降。若吸入側之水位下降而成為水位L以下，則橫軸沉水泵1雖然也會依據吸入側的流入預測量，但判斷為再排水的可能性低，而停止運轉。橫軸沉水泵1之運轉停止的時點，係可使未圖示之控制裝置藉由周知之水位計等檢測出持續一定時間在水位L以下之水位的狀態之後再進行判斷，亦可不實際檢測水位L，而根據預先設定的開始時間等來自動判斷。

另一方面，於任一運轉模式中上游側之流入量增大而水位上昇時，皆會轉移至其他運轉模式。例如，在水位L以下的狀態，水位會上昇，使吸入側的水位超過水位L。於此情況中，運轉模式係轉移至從開口部8吸入水與空氣，從吸氣孔16吸入空氣，並且在舌閥9關閉的狀態下將殼體2內的水進行攪拌的空轉模式M3。此外，若於空轉模式M3中水位上昇，而吸入側的水位超過水位M，則運轉模式係轉移至一邊從開口部8吸入水，從吸氣孔16吸入空氣，一邊進行排水的氣水混合排出模式M2。再者，若於氣水混合排出模式M2中水位上昇，而吸入側 的水位超過水位H，則運轉模式係轉移至從開口部8及吸氣孔16吸入水的全量排水模式M1。

另外，橫軸沉水泵1，係運轉停止後，因應於吸入側的流入預測量，或排水站或橫軸沉水泵1的規格，而適當判斷運轉再開。運轉再開的時點係吸入側的水位在哪個水位皆無妨。

橫軸沉水泵1係進一步具備排氣機構。第10圖係顯示設置於橫軸沉水泵1之排氣機構23的構造之概略圖。例如，當水位上昇，而運轉模式係從氣水混合排出模式M2轉移至全量排水模式M1時，滯留在殼體2內的空氣會藉由排氣機構23而被排出至外部。排氣機構23，係例如可設置於安裝在橫軸沉水泵1的排出側之舌閥9的上方之具有小開口的板式閘門。若隨著殼體2內之水分的增加，而內壓到達既定的壓力，則板式閘門會開放，而殼體2內的空氣會被排出至外部。另外，排氣機構23，係只要為具備若隨著殼體2內之水分的增加，而內壓到達既定的壓力則會自動地作動之機構者即可，例如，亦可為設置於殼體2之上部的排氣閥等。

接著，針對橫軸沉水泵1之作用及效果進行說明。橫軸沉水泵1，係如上述般，具有開口於比第1吸入開口(開口部8)之上端更高的位置之第2吸入開口(吸氣部14等)，因此，可因應於吸入側之水位的變化而自動切換運轉模式。具體而言，橫軸沉水泵1，係當吸入側之水位比第2吸入開口的上端更高時，使第1及第2吸入開口 沒入水中，以全量排水模式進行運轉。此外，橫軸沉水泵1，係當吸入側的水位比第2吸入開口的上端更低，且比第1吸入開口的上端更高時，以從第1吸入開口吸入水並且從第2吸入開口吸入空氣的氣水混合排水模式進行運轉。再者，橫軸沉水泵1，係當吸入側之水位比第1吸入開口的上端更低時，以從第1及第2吸入開口吸入空氣並讓使水在殼體內進行循環流動的空轉模式進行運轉。

例如，在吸入側之水位急速地下降的情況，係從全量排水模式轉移至氣水混合排水模式、或從氣水混合排水模式轉移至空轉模式。藉此，橫軸沉水泵1係可在維持用來驅動葉輪3的沉水電動機6之以額定旋轉數的運轉之狀態下，抑制吸入側之水位的下降速度。此外，例如，在吸入側之水位急速地上昇的情況，係從空轉模式轉移至氣水混合排水模式、或從氣水混合排水模式轉移至全量排水模式。藉此，橫軸沉水泵1係可在維持沉水電動機6之以額定旋轉數的運轉之狀態下，抑制吸入側之水位的上昇速度。因而，可減低沉水電動機6，亦即泵之ON/OFF的反覆頻率。

此外，在葉輪3不完全沒入水中的氣水混合排氣模式及空轉模式之各運轉模式下，由於是一邊吸入空氣一邊進行運轉，因此不會對葉輪3施加大的負壓，此外，可抑制來自水面之空氣吸入渦漩。

進而，橫軸沉水泵1，係可無須設有複雜的控制裝置等而實現因應於水位之各運轉模式間的轉移。

此外，依據第2圖所示之吸入蓋7，可抑止來自水面之空氣吸入渦漩的發生，而抑制振動/噪音。此外，在氣水混合排水模式下，例如，由於伴隨著吸入側之水位的下降而第2吸入開口的吸氣面積會擴大，因此可適當地增加空氣的吸入量，此外，可在各運轉模式間順利地轉移。

進而，依據如第3圖或第4圖所示的吸入蓋7，由於在前壁15設有吸入孔16或吸氣部14，因此空氣會沿著前緣13均勻地流入。因而，可抑制急遽的空氣之流入，而抑制振動/噪音。此外，藉由於前壁15設有吸氣孔16等，而容易調整流入空氣量，另一方面可抑止異物之流入。

如以上所述，依據本實施形態，可提供即使吸入側之水位為全量排水運轉時之水位以下，也可維持以額定旋轉數之運轉，而抑制泵之停止與啟動之反覆的橫軸沉水泵。

(第2實施形態)

接著，針對本發明之第2實施形態之橫軸沉水泵進行說明。於本實施形態之橫軸沉水泵中，吸入蓋7之形狀係與第1實施形態之橫軸沉水泵1不同。以下，對與第1實施形態之橫軸沉水泵1相同部分標示相同的符號來進行說明。

第11圖係顯示本實施形態之吸入蓋7的形狀 之三面圖。雖與第2圖所示之第1實施形態之吸入蓋7相比較，吸入蓋7之整體形狀大致相同，但吸氣部14之形狀及形成位置不同。

第12圖係顯示設置於上壁10之吸氣部14的形狀作為本實施形態之第2吸入開口的一例之俯視圖。吸氣部14，係從位於凸緣12附近的開端14a起朝向位於前緣13附近的終端14b以既定的寬幅形成，且貫穿上壁10之表面與背面的開口，讓水及空氣流入自如。另外，為了減輕因吸氣部14之開口導致的應力集中，亦可將各角形成為圓弧狀。當吸氣部14沒入水中時，若吸氣部14也進行吸水，而水位逐漸下降，則空氣會從吸氣部14之開端14a側緩緩地流入吸入蓋7內。特別是於本實施形態中，係以在水位下降時從開端14a朝向終端14b開口面積增大的方式，使寬幅朝上壁10之前緣13側(吸氣部14之終端14b側)漸增。藉此，可伴隨著水位的下降順利地轉移運轉模式。此外，吸氣部14之開端14a、終端14b及寬幅，係由上壁10之傾斜角度或泵口徑等之條件而適當決定。

第13圖係顯示設置於上壁10之複數個吸氣孔30的形狀作為本實施形態之第2吸入開口的另一例之俯視圖。複數個吸氣孔30之形成條件係滿足與第12圖所示之吸氣部14相同的條件。此外，吸氣孔30之孔徑等亦因應於泵之運轉條件而適當決定。

第14圖A，係顯示設置於上壁10之複數個狹縫32的形狀作為本實施形態之第2吸入開口的另一例 之俯視圖，其顯示1個狹縫32的形狀為三角形，且如此之狹縫32為複數個，並排列在與主軸4成為平行的方向之例。另一方面，第14圖B，係顯示1個狹縫32的形狀為矩形，且如此之狹縫32為複數個，並排列於與主軸4成為垂直的方向之例。複數個狹縫32之形成條件亦滿足與第12圖所示之吸氣部14相同的條件。此外，狹縫32之寬幅等亦因應於泵之運轉條件而適當決定。如第13圖及第14圖所示般，藉由以複數個開口形成相當於吸氣部14的部分，而可保持吸入蓋7之上壁10的強度，且可以薄板構成吸入蓋7。

第15圖係顯示設置於側壁11之吸氣部14的形狀作為本實施形態之第2吸入開口的另一例之側視圖。吸氣部14，係形成為從位於上部(水位上昇的方向)的開端14a起朝向位於下部(水位下降的方向)的終端14b並朝向吸入側的寬幅緩緩地擴大，且貫穿側壁11之表面與背面的開口，讓水及空氣流入自如。另外，為了減輕因吸氣部14之開口導致的應力集中，亦可將各角形成為圓弧狀。當吸氣部14沒入水中時，若吸氣部14也進行吸水，而水位逐漸下降，則空氣會從吸氣部14之開端14a側緩緩地流入吸入蓋7內。於此情況中，亦藉由以水位下降時從開端14a朝向終端14b開口面積增大的方式，使寬幅朝側壁11的下部側漸增，而可伴隨著水位的下降順利地轉移運轉模式。另外，形成於側壁11之吸氣部14，係與形成於上壁10的情況相同地，亦可為多數個吸氣孔30、或複數 個狹縫32等。

第16圖係用來說明本實施形態之橫軸沉水泵1的運轉模式之圖。另外，於第16圖中，雖以吸入蓋7之形狀為第12圖所示者來進行說明，但即使為第13圖~第15圖所示之吸入蓋7亦相同。橫軸沉水泵1具有以預先設定的吸入側之2個水位H、M(H>M)作為基準的3個運轉模式：全量排水模式M1、氣水混合排出模式M2及空轉模式M3之點，係與第1實施例相同。於此情況中，水位H係設定在吸入蓋7之吸氣部14的開端14a之位置。水位M係設定在前緣13之頂部的位置。此外，水位L係設定在即使葉輪3進行旋轉也無法對沉水電動機6供給充分的水之水位的上限。

第17圖係用來說明當運轉模式為全量排水模式M1(吸入側水位>水位H)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此全量排水模式M1下，橫軸沉水泵1，係與第7圖所示之第1實施形態之全量排水模式M1相同地動作。

第18圖係用來說明當運轉模式為氣水混合排出模式M2(水位H≧吸入側水位>水位M)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此氣水混合排出模式M2下，橫軸沉水泵1，係與第8圖所示之第1實施形態之氣水混合排出模式M2相同地動作。

第19圖係用來說明當運轉模式為空轉模式M3(水位M≧吸入側水位>水位L)時之本實施形態之橫軸 沉水泵1的動作之圖。在此空轉模式M3下，橫軸沉水泵1，係與第9圖所示之第1實施形態之空轉模式M3相同地動作。

如此般，依據本實施形態，可發揮與第1實施形態相同的效果。

(第3實施形態)

接著，針對本發明之第3實施形態之橫軸沉水泵進行說明。於本實施形態之橫軸沉水泵中，作為第2吸入開口之吸氣部14並非形成於吸入蓋7而是形成於殼體2之點，係與第1及第2實施形態之橫軸沉水泵1不同。以下，對與第1實施形態之橫軸沉水泵1相同部分標示相同的符號來進行說明。

第20圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的外形之側剖面圖。於此情況中，吸入蓋7之整體形狀，雖與第2圖所示之第1實施形態的吸入蓋7大致相同，但於本實施形態之吸入蓋7並不存在吸氣部14。另一方面，殼體2的側面當中，於上半部分，且比葉輪3的設置位置更上游側，係形成有由貫穿殼體2之外部與內部的複數個吸氣孔所構成的吸氣部14。複數個吸氣孔，係從筒狀之殼體2的頂部附近之開端14a起，沿著圓周方向形成至殼體2的筒寬中心附近之終端14b為止。於此情況之開端14a，係成為位於最高水位的吸氣孔，終端14b，係成為位於最低水位之吸氣孔。於第20圖所示之例中，複數個 吸氣孔，係從開端14a起至終端14b為止以相同數量(相同開口面積)作排列。在此，當吸氣部14沒入水中時，若吸氣部14也進行吸水，而水位逐漸下降，則空氣會從吸氣部14之開端14a側緩緩地流入吸入蓋7內。

第21圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的其他外形之俯視圖。將構成如第20圖所示般之吸氣部14的複數個吸氣孔，如第21圖所示般地藉由以水位下降時從開端14a朝向終端14b開口面積增大的方式增加吸氣孔的數量，而可伴隨著水位的下降順利地轉移運轉模式。

另外，構成吸氣部14的複數個吸氣孔之形狀，並不限於圓狀，亦可為例如狹縫狀，可適當選擇。此外，吸氣孔之孔徑或狹縫之寬幅等亦因應於橫軸沉水泵1之運轉條件而適當決定。進而，吸氣部14之開端14a、終端14b及寬幅，係因應於抽水站或橫軸沉水泵1之運轉條件而適當決定。

第22圖係用來說明本實施形態之橫軸沉水泵1的運轉模式之圖。橫軸沉水泵1具有以預先設定的吸入側之2個水位H、M(H>M)作為基準的3個運轉模式：全量排水模式M1、氣水混合排出模式M2及空轉模式M3之點，係與第1及第2實施形態相同。於此情況中，水位H係設定在殼體2之吸氣部14的開端14a之位置。水位M係設定在前緣13之頂部的位置。此外，水位L係設定在即使葉輪3進行旋轉也無法對沉水電動機6供給充分的水之水位的上限。

第23圖係用來說明當運轉模式為全量排水模式M1(吸入側水位>水位H)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此全量排水模式M1下，橫軸沉水泵1，係與第7圖所示之第1實施形態之全量排水模式M1相同地動作。

第24圖係用來說明當運轉模式為氣水混合排出模式M2(水位H≧吸入側水位>水位M)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此氣水混合排出模式M2下，橫軸沉水泵1，係與第8圖所示之第1實施形態之氣水混合排出模式M2相同地動作。

第25圖係用來說明當運轉模式為空轉模式M3(水位M≧吸入側水位>水位L)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此空轉模式M3下，橫軸沉水泵1，係與第9圖所示之第1實施形態之空轉模式M3相同地動作。

如此般，依據本實施形態，可發揮與第1實施形態相同的效果。

(第4實施形態)

接著，針對本發明之第4實施形態之橫軸沉水泵進行說明。本實施形態之橫軸沉水泵具備吸氣管，其一端連接於吸入蓋7或殼體2，另一端為開放的吸氣口，且將另一端之吸氣口設為第2吸入開口的點，係與第1~第3實施形態之橫軸沉水泵1不同。以下，對與第1實施形態之橫 軸沉水泵1相同部分標示相同的符號來進行說明。

第26圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的外形之側視圖。於此情況中，吸入蓋7之整體形狀，雖與第2圖所示之第1實施形態的吸入蓋7大致相同，但於本實施形態之吸入蓋7係連接有吸氣管14。具體而言，例如，吸氣管14之一端係連接於吸入蓋7的側壁11，並連通於吸入蓋7的內部。吸氣管14，係僅既定的長度往上方延伸設置，而呈逆U字狀彎曲。並且，吸氣管14之另一端，係朝向下方作為吸氣口14a而開放。依據此構造，由於會從吸氣口14a暫時朝向上方進行吸引，因此可抑制吸氣口14a及管內因水面的浮游物而閉塞。另外，亦可為將另一端閉塞，而於吸氣管14的側面設有吸氣口14a。

另外，吸氣管14之彎曲方向，雖無特別限定，但為了抑止因與水面之浮游物等的碰撞所造成之損傷，較理想為在吸入蓋7之上壁10的上方作開口，使防護壁31從上壁10之前緣13朝上方突出。此外，吸氣管14之吸氣口14a的高度方向之位置及管徑，係依據抽水站或橫軸沉水泵1之規格等的運轉條件而適當決定。

第27圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的其他外形之側視圖。吸氣管14之一端，亦可如第27圖所示般地，作為連接於吸入蓋7之上壁10者。

第28圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的其他外形之側視圖。吸氣管14之一端，亦可如第28圖所示般地，作為連接於殼體2之側壁者。如其等般，只要吸 氣管14之一端連接於在橫軸沉水泵1之葉輪3的上游側讓空氣吸入的位置，則吸氣管14之位置及形狀等係無限定。

第29圖係用來說明本實施形態之橫軸沉水泵1的運轉模式之圖。橫軸沉水泵1具有以預先設定的吸入側之2個水位H、M(H>M)作為基準的3個運轉模式：全量排水模式M1、氣水混合排出模式M2及空轉模式M3之點，係與第1~第3實施形態相同。於此情況中，水位H係設定在吸氣管14的吸氣口14a之位置。水位M係設定在前緣13之頂部的位置。此外，水位L係設定在即使葉輪3進行旋轉也無法對沉水電動機6供給充分的水之水位的上限。

第30圖係用來說明當運轉模式為全量排水模式M1(吸入側水位>水位H)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此全量排水模式M1下，橫軸沉水泵1，係與第7圖所示之第1實施形態之全量排水模式M1相同地動作。

第31圖係用來說明當運轉模式為氣水混合排出模式M2(水位H≧吸入側水位>水位M)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此氣水混合排出模式M2下，橫軸沉水泵1，係與第8圖所示之第1實施形態之氣水混合排出模式M2相同地動作。

第32圖係用來說明當運轉模式為空轉模式M3(水位M≧吸入側水位>水位L)時之本實施形態之橫軸 沉水泵1的動作之圖。在此空轉模式M3下，橫軸沉水泵1，係與第9圖所示之第1實施形態之空轉模式M3相同地動作。

如此般，依據本實施形態，可發揮與第1實施形態相同的效果。

(第5實施形態)

接著，針對本發明之第5實施形態之橫軸沉水泵進行說明。於本實施形態之橫軸沉水泵中，具備吸氣管，其一端連接於吸入蓋7或殼體2，另一端為開放的吸氣口的點，係與第4實施形態相同。並且，本實施形態之橫軸沉水泵的特徵在於，於用以決定運轉模式的水位判斷不使用第2吸氣開口。以下，對與第1實施形態之橫軸沉水泵1相同部分標示相同的符號來進行說明。

第33圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的外形之側視圖。於此情況中，吸入蓋7之整體形狀，雖與第2圖所示之第1實施形態的吸入蓋7大致相同，但於本實施形態之吸入蓋7係連接有吸氣管14。具體而言，例如，吸氣管14之一端係連接於吸入蓋7的側壁11，並連通於吸入蓋7的內部。吸氣管14，係僅既定的長度往上方延伸設置。並且，吸氣管14之另一端，係水平地彎曲作為吸氣口14a而開放。另外，亦可為將另一端閉塞，而於吸氣管14的側面設有吸氣口14a。

於本實施形態中，為了可在氣水混合排出模 式M2時從吸氣口14a進行吸氣，而使吸氣口14a位於氣水混合排出模式M2時的水位上方。另外，為了抑止水面之浮游物閉塞吸氣口14a，吸氣口14a較理想係朝儲存水槽之最大水位上方位置開放。此外，為了抑止因吸氣管14與水面之浮游物等的碰撞導致之損傷，亦可因應需要而設有防護壁31等。

另外，若吸氣管14之一端連接於在橫軸沉水泵1之葉輪3的上游側讓空氣吸入的位置，則亦可連接於吸入蓋7之上壁10或殼體2等。此外，吸氣管14之管徑等，係依據抽水站或橫軸沉水泵1之規格等的運轉條件而適當決定。

此外，吸氣管14，係於其內部具備空氣量調整機構。第34圖A及第34圖B，係顯示空氣量調整機構33的構造之概略圖。對橫軸沉水泵1之葉輪3壓入壓力會因應於上游側之水位而變動，而使泵內壓變動。空氣量調整機構33，係因應於此泵內壓而將既定的空氣量供給至橫軸沉水泵1者。作為空氣量調整機構33，係可如第34圖A所示般地使用流孔板等之阻流體33a，或者亦可如第34圖B所示般地使用將既定的壓力設為臨限值來進行開閉的壓力閥33b。於本實施形態中，藉由在吸入側之水位下降時流入既定的空氣量，而將橫軸沉水泵1的運轉模式切換成氣水混合排出模式M2。具體而言，若吸入側之水位下降，則因水頭造成的壓入壓力會降低，而使以額定旋轉數進行運轉的葉輪3之上游側(吸入側)成為負壓。在 該負壓成為比空氣量調整機構33之阻力更大的負壓(或者因設定壓力之檢測導致之壓力閥開放)的情況，空氣會從暴露於大氣中的吸氣口14a流入殼體2內，而以氣水混合狀態進行排出。另外，空氣量調整機構33之阻力或設定壓力等，係因應於橫軸沉水泵1之規格或運轉條件等而適當決定。

第35圖係用來說明本實施形態之橫軸沉水泵1的運轉模式之圖。橫軸沉水泵1具有以預先設定的吸入側之2個水位H、M(H>M)作為基準的3個運轉模式：全量排水模式M1、氣水混合排出模式M2及空轉模式M3之點，係與第1~第4實施形態相同。於此情況中，水位H係預先規定為氣水混合排出模式M2之上端。並且，空氣量調整機構33，係預先設定成當吸入側水位成為水位H時成為氣水混合排氣模式M2。水位M係設定在前緣13之頂部的位置。此外，水位L係設定在即使葉輪3進行旋轉也無法對沉水電動機6供給充分的水之水位的上限。

第36圖係用來說明當運轉模式為全量排水模式M1(吸入側水位>水位H)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此全量排水模式M1下，橫軸沉水泵1，係與第7圖所示之第1實施形態之全量排水模式M1相同地動作。但，於本實施形態中，依據空氣量調整機構33之構造，連通於橫軸沉水泵1之內部的開口(空氣量調整機構33及開口部8)，係不僅有完全沒入水中的情況，亦包含完全封閉的情況。

第37圖係用來說明當運轉模式為氣水混合排出模式M2(水位H≧吸入側水位>水位M)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此氣水混合排出模式M2下，橫軸沉水泵1，係與第8圖所示之第1實施形態之氣水混合排出模式M2相同地動作。但，於本實施形態中，係如上述般，藉由設定成空氣量調整機構33會預先在氣水混合排出模式M2上端水位開始吸氣的阻力，而將運轉模式切換成氣水混合排出模式M2。

第38圖係用來說明當運轉模式為空轉模式M3(水位M≧吸入側水位>水位L)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此空轉模式M3下，橫軸沉水泵1，係與第9圖所示之第1實施形態之空轉模式M3相同地動作。

如此般，依據本實施形態，可發揮與第1實施形態相同的效果。

(第6實施形態)

接著，針對本發明之第6實施形態之橫軸沉水泵進行說明。於以往之橫軸沉水泵中，當水位下降時在殼體內將水與空氣進行攪拌的空轉模式之運轉中，係難以進行沉水電動機的冷卻。相對於此，於本實施形態中，藉由使水位與從葉輪之下端起成為既定的吐出角度θ以上之葉輪的位置一致，即使在空轉模式之運轉中也會讓水滯留在殼體內來維持沉水電動機沒入水中的狀態，而將沉水電動機進行 冷卻。以下，對與第1實施形態之橫軸沉水泵1相同部分標示相同的符號來進行說明。

另外，於以下之說明中，針對將葉輪3之位置作為基準來規定吸入蓋7之前緣13等的高度位置之點，係為了容易理解，且為了方便而將橫軸沉水泵1設為僅具有全量排水模式與空轉模式之2個運轉模式者。但，即使於此情況，在全量排水模式與空轉模式之間的轉移時係存在氣水混合狀態。但，本實施形態之氣水混合狀態，係與如上述各實施形態所說明的氣水混合排出模式M2般之為了得到本發明之各效果而積極地設置之運轉模式不同。因而，對於具有包含氣水混合排出模式之3個運轉模式的上述各實施形態之橫軸沉水泵1，亦可適用本實施形態之內容。

第39圖係顯示本實施形態之橫軸沉水泵1的構造之側剖面圖。於本實施形態之橫軸沉水泵1中，相較於第1實施形態的情況，以葉輪3的位置作為基準來規定吸入蓋7之前緣13的高度位置A之點為不同。

第40圖A，係從旋轉軸方向觀看葉輪3所具有之1片葉片的葉輪3之重要部分正視圖。圖中，使相當於吸入蓋7之前緣13的高度位置之位置與前緣13之高度位置的符號一致並設為A，將葉輪3之轂部的位置設為Ai，將葉輪3之外終端的位置設為Ao。此外，第40圖B，係對應於第40圖A所示之各位置的葉輪3之展開圖。位置A之吐出角度為θ，位置Ai之吐出角度為θ i， 位置Ao之吐出角度為θ o。由於越接近中心，吐出角度越大，越遠離中心(越接近外周)，θ越小，因此成為θ i>θ>θ o。一般而言，在θ為大的位置賦予被排出之流體的壓力為高，在θ為小的位置賦予被排出之流體的壓力為低。

在主軸4之垂直方向下方側，若水位下降，則在吐出角度θ為小的位置水與葉輪3會接觸，因此，葉輪3賦予水的壓力會變小。尤其，當空氣從吸入蓋7之開口部8流入，想要將水與空氣之混合流體進行排出時，運轉模式會因應於水與空氣之流入比而變化。

在水之流入比為大的情況，雖藉由吐出壓力而被支承在殼體2之吐出側的舌閥9會打開來進行排水，但在空氣之流入比為大的情況，吐出壓力會變低而無法打開舌閥9，在殼體2內水與空氣會被攪拌。

在此，當水位在主軸4之垂直方向下方側位於葉輪3之既定的吐出角度θ之位置時，可以額定旋轉數，且在舌閥9閉塞的狀態，維持使水滯留在殼體2內直至沉水電動機6沒入水中的水位為止之狀態。接著，成為如此之既定的吐出角度θ時之水位，係與葉輪3下端距離葉輪之直徑比10~25%的上方，較理想為10~20%的上方。

另外，若水位上昇而在大於葉輪3之吐出角度θ的位置接觸，則舌閥9會打開來將水排出。另一方面，若水位下降而在小於葉輪3之吐出角度θ的位置接觸，則無法維持殼體2內的水達沉水電動機6沒入水中的 高度。

第41圖係顯示本實施形態之吸入蓋7的形狀之三面圖。吸入蓋7係具有上壁10、從上壁10之兩端側分別往下方延伸設置的2個側壁11、以及連接於殼體2的凸緣12。上壁10，係朝向吸入側(側視圖之左方)往下方傾斜。側壁11之下端，係從上壁10之前緣13的兩端至橫軸沉水泵1之殼體2下方附近分別傾斜。前緣13，係位於直至葉輪3下端附近的水位處。更具體而言，較理想為位於與葉輪下端距離葉輪之直徑比10~25%的上方。

吸入蓋7之開口部8，係設置成使吸入側比另一側更高的方式傾斜之狀態，且為本實施形態之第1吸入開口。若水位下降，則從位於開口部8之最上位的前緣13下方空氣緩緩地流入吸入蓋7內。由於前緣13位於葉輪3下端附近的高度，因此直至低水位時可進行全量排水模式之運轉，在空轉模式之運轉時，係可抑制噪音，且可抑止來自殼體2內的水飛散。

另外，將前緣13的位置設為直至葉輪3之下端附近的水位，具體而言係設為與葉輪3下端距離葉輪之直徑比10~25%的上方，如上述般，並不限於本實施形態，而可適用於上述之各實施形態所採用的各種吸入蓋7。但，在吸入蓋7係如第3圖所示般具有前壁15的情況，在此所謂的前緣13之位置係相當於前壁15之下端的位置。藉此，除了各實施形態之吸入蓋7的形狀特有之效果以外，與上述相同地，亦可發揮直至低水位時成為可進 行全量排水模式之運轉等的效果。

第42圖，係表示橫軸沉水泵1之性能曲線的圖表，橫軸為流量，縱軸為揚程及動力。通常時之全量排水運轉的規格點流量為Q1，揚程為H1。此外，動力係流量Q1時成為P1。若排出側之水位增加而使背壓提高，則流量會減少而緩緩地轉移至Q1的左側。此時，橫軸沉水泵1係成為全量排水模式之運轉。

若吸入側之水位下降而空氣從吸入蓋7之開口部8流入，則殼體2內係成為氣水混合狀態，揚程曲線及動力曲線，係如圖表中之波線般，成為比例減少的曲線。減少比，係因應於空氣之流入量而變動，空氣之流入量越多則曲線會減少。

再者，若水位下降而吐出壓力降低，則橫軸沉水泵1，係成為在舌閥9閉塞的狀態之運轉，亦即空轉模式之運轉。此時之流量係成為零，動力係成為P2。一般而言，軸流葉片係由於流量在零附近動力會上昇，因此較理想係設定為在盡可能吸入多量的空氣之低水位時轉移至空轉模式。藉此，橫軸沉水泵1，係可藉由比規格點動力P1更低動力P2(P2<P1)進行省能量運轉。

空氣之流入開始係取決於吸入蓋7之前緣13(或者前壁15之下端)的高度。若前緣13之位置為高，則空氣迅速地從開口部8流入而成為氣水混合狀態，揚程降低而無法對應於排出側之水位增加，且無法進行低水位時之排出。此外，在水位下降時之空轉模式中，殼體2內 的水亦變得容易從開口部8往吸入側飛散，並且發生起因於在殼體2內之攪拌的噪音。因此，藉由將吸入蓋7之前緣13的位置設定在既定的高度，而成為可在水位下降至前緣13的高度為止以僅水的全量排水模式進行運轉，而將吸入側的水火速地排出。此外，在水位下降時，係配合空氣之流入開始而成為空轉模式，以使水維持在殼體2內的狀態繼續運轉，因此，可將沉水電動機6進行冷卻。

另外，若前緣13之高度過低，則在空氣之流入開始時，殼體2內的水會不足，因此，難以將沉水電動機6進行冷卻。因此，吸入蓋7之前緣13，係設定在可在殼體2內維持能夠在以氣水混合狀態舌閥9不打開的位置以下進行空氣之流入開始，且將沉水電動機6進行冷卻水量的位置以上之高度位置。具體而言，吸入蓋7之前緣13的高度位置，係如上述般，與葉輪3下端距離葉輪之直徑比10~25%的上方，較理想為10~20%的上方。

第43圖係用來說明本實施形態之橫軸沉水泵1的運轉模式之圖。於本實施形態中，係與上述之各實施形態不同，橫軸沉水泵1係僅具有以預先設定的吸入側之1個水位L作為基準的2個運轉模式：全量排水模式M1及空轉模式M3。於此情況中，水位L係設定在前緣13之高度位置。

第44圖係用來說明當運轉模式為全量排水模式M1(吸入側水位>水位L)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此全量排水模式M1下，橫軸沉水泵 1，係與第7圖所示之第1實施形態之全量排水模式M1相同地動作。

第45圖係用來說明當運轉模式為空轉模式M3(水位L≧吸入側水位)時之本實施形態之橫軸沉水泵1的動作之圖。在此空轉模式M3下，橫軸沉水泵1，係與第9圖所示之第1實施形態之空轉模式M3相同地動作。

依據本實施形態，可發揮與第1實施形態相同的效果。具體而言，於本實施形態中，藉由如上述般地規定吸入蓋7之前緣13等的高度位置，而可在以空轉模式之運轉時將沉水電動機6進行冷卻。因而，沉水電動機6，即使在空轉模式中，亦可維持以額定旋轉數之運轉，而降低沉水電動機6，亦即泵之ON/OFF的反覆頻率。進而，本實施形態之橫軸沉水泵1，係藉由與上述各實施形態之任一者組合，而成為可採用包含氣水混合排水模式M2的3個運轉模式。藉此，本實施形態之橫軸沉水泵1，亦成為可同時發揮上述各實施形態之特有的效果。

(其他實施形態)

於上述各實施形態中，關於吸入蓋7之形狀雖有複數個例示，但本發明並不限定於其等。例如，亦可如以下般的變形。

首先，於上述各實施形態中，上壁10雖設為從排出側朝向吸入側往下方傾斜者，但亦可為水平。另一方面，於上述各實施形態中，側壁11之下端(端緣)雖設 為從前緣或前壁側朝向排出側往下方傾斜者，但亦可為水平。

第46圖係例示上壁10為水平之吸入蓋7的形狀之二面圖。另一方面，第47圖係例示側壁11之下端11a為水平之吸入蓋7的形狀之二面圖。另外，第46圖及第47圖所示之吸入蓋7，係想定為分別將第3圖所示之吸入蓋7的形狀加以變形者。尤其，在如第46圖所示之吸入蓋7般上壁10為水平的情況，藉由將作為第2吸入開口之吸氣部形成於任一位置，而可與第1~第5實施形態相同地設定運轉模式。例如，如第46圖所示般，在從上壁10往下方延伸設置的前壁15形成有作為第2吸入開口之吸氣孔16的情況，係可與使用第3圖所示之吸入蓋7的情況相同地適用。

此外，在上壁10為水平，且前壁不存在的情況，亦有可能於上壁10形成作為第2吸入開口的吸氣部。例如，將上壁10之高度位置，亦即相當於形成有第2吸入開口的位置之水位設為H。於此情況中，作為橫軸沉水泵1之運轉模式，係當吸入側水位>水位H時可設定為全量排水模式M1、當吸入側水位=水位H時可設定為氣水混合排出模式M2、此外，當水位H>吸入側水位時可設定為空轉模式M3。

此外，於上述各實施形態中，側壁11雖設為從上壁10的兩端部垂設者，但只要為往下方延伸設置者，則亦可為朝向吸入蓋7之外側或內側傾斜者，例如， 亦可為外側帶圓的形狀。此外，在此之上壁10的兩端部，並非嚴格的僅表示端，亦可容許從兩端往內側偏移的位置。

此外，於第2圖所示之吸入蓋7中，雖設為構成凸部的上壁10之前緣13的形狀為弓形者，但亦可為例如山形。此外，在此之凸部，並不一定限於從前緣13之兩端開始的形狀者，亦可前緣13的一部分構成凸部。進而，凸部之設置個數亦可為複數個。

第48圖係例示前緣13的一部分構成凸部40之吸入蓋7的形狀之斜視圖。於此例中，凸部40係形成於前緣13的中心部，其形狀為弓形。第49圖係例示前緣13的一部分構成凸部40之吸入蓋7的其他形狀之斜視圖。於此例中，凸部40雖形成於前緣13的中心部，但其形狀為山形。第50圖係例示前緣13的一部分構成凸部40之吸入蓋7的其他形狀之斜視圖。於此例中，凸部40係於前緣13形成2個，其形狀分別為弓形。此外，第51圖係例示吸入蓋7的其他形狀之斜視圖。除了上述之吸入蓋7的形狀以外，亦可將上壁10之前緣13與側壁11之前緣11b的緣部之組合視為凸部。亦即，於此情況之前緣13的兩端部係相當於前緣11b之下端。

此外，於第3圖及第4圖所示之吸入蓋7中，雖設為前壁15從上壁10之前緣13朝向下方延伸設置者，但前壁15並不一定要為從前緣13延伸設置者亦可。

第52圖係例示吸入蓋7的其他形狀之側剖面圖。前壁15，亦可為從前緣13往下游側偏移之從上壁10的內側朝向下方延伸設置者。在此，前壁15連接於上壁10之內側的位置，較理想係設為可忽視因前壁15之存在所造成之吸入抵抗的位置。因此，若將從連接於吸入蓋7之殼體2的側之端部至前壁15的間隔設為X，將葉輪3的直徑設為D，則間隔X較理想係設為D~1.5D以上。另外，第52圖所示之吸入蓋7，亦可視為於第3圖及第4圖所示之吸入蓋7中，使上壁10及側壁11皆從前壁15的位置往前側突出地變形者。於此情況中，上壁10及側壁11之突出量，係只要可發揮上述各實施形態所說明的效果，則無特別限定。

此外，於第4圖所示之吸入蓋7中，雖設為以複數個缺口構成第2吸入開口、即吸氣部14，且整體看起來為鋸齒狀或波狀者，但例如，亦有可僅以單一的缺口構成的情況。但，就抑制吸氣時之噪音的觀點而言，缺口係有複數個較為有利。此外，1個缺口的形狀亦可適用弓形、山形或凸形等各種的形狀。

此外，於第4圖所示之吸入蓋7中，雖例示將以複數個缺口構成的吸氣部14形成於前壁15的情況，但亦可設為形成於上壁10者，進而，亦可設為形成於側壁11之下端(端緣)者。

第53圖係顯示作為吸氣部14之複數個缺口41設置於上壁10之吸入蓋7的形狀之斜視圖。另一方 面，第54圖係顯示作為吸氣部14之複數個缺口41設置於側壁11之下端之吸入蓋7的形狀之斜視圖。

此外，於第3圖及第4圖所示之吸入蓋7中，雖設為前壁15從上壁10之前緣13垂設者，但若為朝向下方延伸設置，則不一定要垂設亦可。前壁15，例如，可以朝向吸入蓋7之內側傾斜的方式延伸設置，進而，亦可為與上壁10透過彎曲面而連接者。

第55圖，係顯示前壁55為朝向吸入蓋7之內側傾斜，且與上壁10透過彎曲面而連接之吸入蓋7的形狀之斜視圖。另外，第55圖所示之吸入蓋7，係想定為將第4圖所示之吸入蓋7的形狀加以變形者。藉由使前壁15朝向吸入蓋7之內側傾斜，相較於具有缺口之前壁15從上壁10之前緣13垂設的情況，由於相對於吸入蓋7的內部空間之開口部8的開口量變窄，因此噪音不易洩漏到外部。因而，尤其是在運轉模式為空轉模式時，係可將噪音進一步抑制。另一方面，藉由使吸入蓋7之前端帶有圓形，而從上游側流來的垃圾不易附著在吸入蓋7之前端部。

另外，上述說明的各種之吸入蓋7的形狀，並不一定要個別採用，亦可設為將各特徵加以組合的形狀。例如，吸入蓋7，亦可設為具有第53圖及第54圖所例示之2種吸氣部14雙方者。

接著，關於橫軸沉水泵1之全體構造，於上述各實施形態中，係設為泵主體對於水面呈平行，亦即水 平地設置者。另外，在此所謂的泵主體係指殼體2，更具體而言，係與配置於殼體2內的主軸4同義。但，本發明並不限定於如此之泵主體為水平地設置之泵，亦可適用於泵主體為朝向吸入側下方傾斜地配置之泵。

此外，於上述各實施形態中，殼體2與吸入蓋7係設為不同個體者。其係在吸入蓋7破損，或配合目的而將吸入蓋7變更成其他形狀者的情況中，可容易地替換成其他吸入蓋7之點為有利。但，其並非為必須的構造，殼體2與吸入蓋7為一體亦可。

此外，於上述各實施形態中，葉輪3雖如第1圖所示般，以收容於殼體2內的方式被支承，但亦有可藉由使主軸4朝向吸入蓋7延伸，而使葉輪3延伸到吸入蓋7內的情況。

如此般，本發明當然包含在此所未記載之各種的實施形態等。因而，本發明之技術性範圍，並不僅侷限於來自上述說明適切的申請專利範圍的發明特定事項。

日本特願2015-093983號(申請日：2015年5月1日)、日本特願2015-093984號(申請日：2015年5月1日)、日本特願2015-093985號(申請日：2015年5月1日)、日本特願2015-093986號(申請日：2015年5月1日)、日本特願2015-093987號(申請日：2015年5月1日)、日本特願2015-146260號(申請日：2015年7月24日)之全部內容皆援用於此。

1‧‧‧橫軸沉水泵

2‧‧‧殼體

3‧‧‧葉輪

4‧‧‧主軸

5‧‧‧引導葉片

6‧‧‧沉水電動機

7‧‧‧吸入蓋

8‧‧‧開口部

9‧‧‧舌閥

14‧‧‧吸氣部

Claims (11)

1. 一種橫軸沉水泵，係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在前述殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於前述吸入口；該第1吸入開口，係設置於前述吸入蓋，且開口於比前述葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於前述吸入蓋及前述殼體當中至少一方之比前述葉輪更上游側，且開口於比前述第1吸入開口之上端更高的位置；前述吸入蓋係具有上壁及側壁，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置，前述上壁之前緣係具有比該前緣之兩端部更高的位置，前述第2吸入開口，係被前述前緣與連結該前緣之兩端部的直線所包圍的開口。
2. 一種橫軸沉水泵，係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在前述殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於前述吸入口；該第1吸入開口，係設置於前述吸入蓋，且開口於比前述葉輪之上端更低的位置； 該第2吸入開口，係設置於前述吸入蓋及前述殼體當中至少一方之比前述葉輪更上游側，且開口於比前述第1吸入開口之上端更高的位置；前述吸入蓋係具有上壁、側壁、以及前壁，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置；該前壁係從前述上壁往下方延伸設置，前述第2吸入開口係貫穿前述前壁的孔。
3. 一種橫軸沉水泵，係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在前述殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於前述吸入口；該第1吸入開口，係設置於前述吸入蓋，且開口於比前述葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於前述吸入蓋及前述殼體當中至少一方之比前述葉輪更上游側，且開口於比前述第1吸入開口之上端更高的位置；前述吸入蓋係具有上壁、側壁、以及前壁，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置；該前壁係從前述上壁往下方延伸設置，前述第1吸入開口，係被前述前壁之下端與前述側壁之下端所包圍的開口，前述第2吸入開口，係連通於前述第1吸入開口且被形成於前述前壁之至少1個以上的缺口與連結前述前壁之 下端的直線所包圍的開口。
4. 一種橫軸沉水泵，係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在前述殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於前述吸入口；該第1吸入開口，係設置於前述吸入蓋，且開口於比前述葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於前述吸入蓋及前述殼體當中至少一方之比前述葉輪更上游側，且開口於比前述第1吸入開口之上端更高的位置；前述吸入蓋係具有上壁及側壁，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置，前述第1吸入開口，係被前述上壁之前緣與前述側壁之下端所包圍的開口，前述第2吸入開口，係連通於前述第1吸入開口且被形成於前述上壁之至少1個以上的缺口與連結前述上壁之前緣的直線所包圍的開口，或者連通於前述第1吸入開口且被形成於前述側壁之至少1個以上的缺口與連結前述側壁之下端的直線所包圍的開口。
5. 一種橫軸沉水泵，係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在前述殼體內被支承著； 該吸入蓋係連接於前述吸入口；該第1吸入開口，係設置於前述吸入蓋，且開口於比前述葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於前述吸入蓋及前述殼體當中至少一方之比前述葉輪更上游側，且開口於比前述第1吸入開口之上端更高的位置；前述吸入蓋係具有上壁及側壁，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置，前述第2吸入開口係形成於前述上壁或前述側壁的開口。
6. 一種橫軸沉水泵，係具有殼體、葉輪、吸入蓋、第1吸入開口、第2吸入開口、以及吸氣管，該殼體係具有吸入口及排出口；該葉輪係在前述殼體內被支承著；該吸入蓋係連接於前述吸入口；該第1吸入開口，係設置於前述吸入蓋，且開口於比前述葉輪之上端更低的位置；該第2吸入開口，係設置於前述吸入蓋及前述殼體當中至少一方之比前述葉輪更上游側，且開口於比前述第1吸入開口之上端更高的位置；該吸氣管，其一端連接於前述吸入蓋或前述殼體，另一端為開放的吸氣口，前述吸入蓋係具有上壁及側壁，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置， 前述第2吸入開口係前述吸氣口。
7. 如申請專利範圍第1項~第6項中任一項所述之橫軸沉水泵，其中，前述吸入蓋之前述上壁的前緣、或前述吸入蓋之從前述上壁往下方延伸設置之前壁的下端，係位於與前述葉輪的下端距離前述葉輪之直徑比10~25%的上方。
8. 如申請專利範圍第1項~第6項中任一項所述之橫軸沉水泵，其中，進一步具備舌閥，該舌閥係設置於前述殼體的前述排出口之側，且可藉由從該排出口所排出的流體之壓力而進行開閉。
9. 如申請專利範圍第1項~第6項中任一項所述之橫軸沉水泵，其中，進一步具備排氣機構，當前述殼體的內壓達到既定的壓力時，該排氣機構係用來將前述殼體內的空氣排出到外部。
10. 一種用於橫軸沉水泵之吸入蓋，係具有排出開口、上壁、側壁、前壁、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置；該前壁係從前述上壁往下方延伸設置；該第1吸入開口，係被前述前壁之下端與前述側壁之下端所包圍；該第2吸入開口，係連通於前述第1吸入開口且被形 成於前述前壁之至少1個以上的缺口與連結前述前壁之下端的直線所包圍的開口。
11. 一種用於橫軸沉水泵之吸入蓋，係具有排出開口、上壁、側壁、第1吸入開口、以及第2吸入開口，該側壁係從前述上壁往下方延伸設置；該第1吸入開口，係被前述上壁之前緣與前述側壁之下端所包圍；該第2吸入開口，係連通於前述第1吸入開口且被形成於前述上壁之至少1個以上的缺口與連結前述上壁之前緣的直線所包圍的開口，或者連通於前述第1吸入開口且被形成於前述側壁之至少1個以上的缺口與連結前述側壁之下端的直線所包圍的開口。

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