JP2002129539A

JP2002129539A - ポンプゲート

Info

Publication number: JP2002129539A
Application number: JP2000328902A
Authority: JP
Inventors: Sadao Uchida; 貞雄内田; Hiroyuki Inoue; 博之井上
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプゲートにおいてゲート扉体の重量及び
厚さの低減を図る。【解決手段】ポンプゲート７は、ゲート扉体１５内に
内蔵され、その回転軸３６が水平方向に延びる排水用の
横軸軸流２５ポンプと、ゲート扉体１５内の横軸軸流ポ
ンプ２５の上方に内蔵され、その出力軸４６が横軸軸流
ポンプ２５に向けて垂直方向に延びる水中モータ２６と
を備えている。上記横軸軸流ポンプに内蔵され、水中モ
ータ２６の出力軸４６の回転は、傘歯歯車４２，４３か
らなる減速機４１を介して横軸軸流ポンプ２５の回転軸
３６に対して減速して伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川（本川）と支
流（支川）との合流地点近傍等において水路を開閉する
昇降可能なゲート扉体に、排水用のポンプを設けてなる
ポンプゲートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプゲートには、排水用のポ
ンプとして立軸水中モータポンプを備えるものがある
（例えば、実開平１−１６４３１５号公報参照）。この
立軸水中モータポンプを備えるポンプゲートは、立軸水
中モータポンプをゲート扉体の外部に取り付けたもの
（取付型）と、立軸水中モータポンプをゲート扉体に内
蔵したもの（内蔵型）とに大別される。

【０００３】しかし、立軸水中モータポンプは寸法が大
きく重量も重いため、ゲート扉体の重量が重くなる。ま
た、上記取付型の場合には、ゲート扉体の重量バランス
が良好でなく、昇降時にゲート扉体のガイド機構が損傷
するおそれがある。また、流下物の衝突により立軸水中
モータポンプが破損するおそれもある。一方、上記内蔵
型の場合には、大型の立軸水中モータポンプをゲート扉
体に内蔵することになるので、ゲート扉体の厚さが非常
に大きくなる。

【０００４】これに対して、水平方向に延びる回転軸を
備えるポンプ（横軸ポンプ）をゲート扉体に内蔵したポ
ンプゲートが知られている。

【０００５】例えば、特開平１１−１６６４９６号公報
には、横軸型のポンプ本体と水中モータが一体となった
アウターロータ型水中モータポンプを備えるポンプゲー
トが記載されている。また、実開昭６４−１０５３１号
公報には、横軸型のポンプ本体と、出力軸が水平方向を
向くように配置された陸上モータと、この陸上モータの
出力軸の回転をポンプ本体に伝達するためのベルト、プ
ーリ及び歯車等からなる動力伝達機構とをゲート扉体に
内蔵したポンプゲートが記載されている。さらに、特開
平４−３３７１０号公報には、ゲート扉体に内蔵した横
軸型のポンプ本体と、ゲート扉体から延びる支柱の上端
に取り付けられ、ゲート扉体及び水面より上方に保持さ
れる陸上モータとを備え、この陸上モータでポンプ本体
を駆動するようにしたポンプゲートが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平１
１−１６６４９６号公報に記載のもののようにポンプ本
体と水中モータとを一体構造とすると、水中モータを低
回転高出力とする必要があるため、重量が増加し、ゲー
ト扉体の重量増加につながる。また、上記実開昭６４−
１０５３１号公報に記載のものでは、陸上モータ及び動
力伝達機構を水密状態でゲート扉体内に収容する必要が
あるため、ゲート扉体の構造が複雑となり、重量も増加
する。さらに、上記特開平４−３３７１０号公報に記載
のもののでは、陸上モータを水面より上方に保持するた
めの支柱及び陸上モータとポンプ間を連結する長い駆動
軸が必要となるため、ゲート扉体の重量が増加し、重量
バランスも良好でない。

【０００７】本発明は、上記従来のポンプゲートにおけ
る問題を解決するためになされたものであり、ゲート扉
体の重量及び厚さの低減を図ると共に、ゲート扉体の重
量バランスが良好なポンプゲートを提供することを課題
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、水路を開閉する昇降可能なゲート扉体
に、排水用のポンプを設けたポンプゲートであって、上
記ゲート扉体内に内蔵され、その回転軸が水平方向に延
びる排水用の横軸軸流ポンプと、上記ゲート扉体内の上
記横軸軸流ポンプの上方に内蔵され、その出力軸が上記
横軸軸流ポンプに向けて垂直方向に延びる水中モータ
と、上記横軸軸流ポンプに内蔵され、上記水中モータの
出力軸の回転を上記横軸軸流ポンプの回転軸に減速して
伝達する減速機とを備えるポンプゲートを提供するもの
である。

【０００９】本発明のポンプゲートは、水中モータの出
力軸の回転を横軸軸流ポンプの回転軸に減速機を介して
伝達する構成としているため、比較的小型軽量である高
回転の水中モータを使用することができる。よって、横
軸軸流ポンプ及び水中モータの総重量を低減し、ゲート
扉体の重量を低減することができる。また、上記横軸軸
流ポンプはその上方に位置する水中モータにより駆動さ
れるため、横軸軸流ポンプの回転軸方向の寸法を縮小
し、ゲート扉体の厚さを低減することができる。さら
に、横軸軸流ポンプと水中モータの両方がゲート扉体内
に内蔵されており、かつ、横軸軸流ポンプの上方に水中
モータが配置されているため、ゲート扉体の重量バラン
スが良好である。さらにまた、横軸軸流ポンプがゲート
扉体内に内蔵されているため、流下物が衝突することに
よる横軸軸流ポンプの破損を防止することができる。

【００１０】具体的には、上記減速機は、上記水中モー
タの出力軸に連結された駆動軸の先端に固定された第１
の傘歯歯車と、上記横軸軸流ポンプの回転軸に固定され
た第２の傘歯歯車とを備え、これら第１及び第２の傘歯
歯車が互いに噛み合うものであることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、図面に示す本発明の実施形
態について詳細に説明する。図１に示すように、支川１
の本川２への合流地点に、本川２の堤防３の下方を通っ
て支川１からの水流Ｆを本川２へ導くための吐出水路
（樋管）４が埋設されている。

【００１２】この吐出水路４の堤防３よりも支川１側に
は吐出水槽６が設けられており、この吐出水槽６内に図
２から図４に示す本実施形態のポンプゲート７が設置さ
れている。吐出水槽６の上壁６ａに開口部６ｂが設けて
あり、吐出水槽６の内部は大気に開放されている。

【００１３】吐出水路４の本川２への合流箇所には川表
ゲート８が設置されている。この川表ゲート８のゲート
扉体９の上端には、開閉装置１０により昇降駆動される
昇降用スピンドル１１が連結されており、開閉装置１０
によりゲート扉体９を昇降して、吐出水路４を開閉でき
るようなっている。この川表ゲート８は、通常時は開放
されているが、洪水等により本川２が異常水位まで上昇
すると閉鎖される。

【００１４】次に、上記ポンプゲート７の構造について
詳細に説明すると、図３に示すように、ポンプゲート７
のゲート扉体１５の両側面には回転自在の戸車１６ａ〜
１６ｄが配設されており、これらの戸車１６ａ〜１６ｂ
は吐出水槽６の側壁６ｃ，６ｄに固定された垂直方向に
延びる戸当りレール１７ａ，１７ｂにより案内される。
また、ゲート扉体１５の上面には昇降用スピンドル１８
ａ，１８ｂの下端が連結されており、これらの昇降用ス
ピンドル１８ａ，１８ｂは吐出水槽６の上壁６ａに配置
された開閉装置１９ａ，１９ｂにより昇降駆動される。
よって、ゲート扉体１５を開閉装置１９ａ，１９ｂによ
り昇降させて、吐出水路４を開閉することができる。

【００１５】通常、ゲート扉体１５の閉鎖時には支川１
の水位Ｈ１よりも本川２及び吐出水槽６内の水位Ｈ２が
高く、図において矢印Ｐで示すようにポンプゲート７の
ゲート扉体１５に対して水流Ｆの下流側から上流側に向
けて水圧が作用する。そのためゲート扉体１５の上流側
に水密ゴム（図示せず。）による水密構造を設けてい
る。

【００１６】ゲート扉体１５には、２組の横軸軸流ポン
プ２５，２５と水中モータ２６，２６が、水平方向に並
んで内蔵されている。横軸軸流ポンプ２５はゲート扉体
１５の下部に配置されており、水中ポンプ２６は横軸軸
流ポンプ２５の垂直方向上方に配置されている。

【００１７】図４に示すように、横軸軸流ポンプ２５は
両端開口の円筒状であるポンプケーシング２８を備え、
このポンプケーシング２８は軸線Ｌ１が水平方向を向く
ようにゲート扉体１５の下部に内蔵されている。図２に
示すように、ポンプケーシング２８は、その一端（上流
側）に吸込口２９が連結され、他端（水流Ｆの下流側）
に吐出口３０が連結されている。これらポンプケーシン
グ２８、吸込口２９及び吐出口３０により、ゲート扉体
１５を水平方向に貫通する流路３１が形成されている。
上記吐出口３０の先端には逆流防止用のフラップ弁３２
が取り付けられている。このフラップ弁３２は、上記水
圧Ｐを受けることにより吐出口３０を閉鎖して本川２か
ら支川１への逆流を防止する一方、横軸軸流ポンプ２５
が水流を吐出すると吐出口３０を開放する。

【００１８】上記ポンプケーシング２８にはインナーケ
ーシング３４が固定されており、このインナーケーシン
グ３４はポンプケーシング２８内に配置される第１部分
３４ａと、この第１部分３４ａから垂直方向上方に突出
してポンプケーシング２８を貫通する第２部分３４ｂと
を備えている。

【００１９】上記インナーケーシング３４の第１部分３
４ａには、水平方向、すなわち水流Ｆの方向に延びるプ
ロペラ軸（回転軸）３６が、玉軸受３７と転がり軸受３
８ａとにより回転自在に支持されている。プロペラ軸３
６の先端側は、第１部分３４ａからポンプケーシング２
８内に突出しており、ポンプ羽根車３９が固定されてい
る。また、プロペラ軸３６の軸線Ｌ２方向中央部よりや
や基端側には減速機４１を構成する傘歯歯車（第２の傘
歯歯車）４２が固定されている。

【００２０】上記インナーケーシング３４の第２部分３
４ｂには、垂直方向に延びる駆動軸４５が転がり軸受３
８ｂ，３８ｃにより回転自在に支持されている。駆動軸
４５の先端側は第２部分３４ｂから第１部分３４ａ内に
突出しており、減速機４１を構成する傘歯歯車（第１の
傘歯歯車）４３が固定されている。一方、駆動軸４５の
基端側は水中モータ２６の出力軸４６（図２にのみ概略
的に図示する。）に連結されている。駆動軸４５と出力
軸４６は同軸に配置されており、これらの軸線Ｌ３は上
記横軸軸流ポンプ２５のプロペラ軸３６の軸線Ｌ１と直
交している。

【００２１】図４において、４８ａ，４８ｂは軸封装置
であり、これらの軸封装置４８ａ，４８ｂによりインナ
ーケーシング３４内にポンプ内の水が入らないよう封水
されている。

【００２２】水中モータ２６は、上記したように横軸軸
流ポンプ２５の垂直方向上方に配置されており、その出
力軸４６は横軸軸流ポンプ２５に向けて垂直方向下向き
に延び、駆動軸４５に連結されている。

【００２３】上記減速機４１を構成する傘歯歯車４２，
４３は互いに噛み合っており、水中モータ２６の出力軸
４６の回転、すなわち駆動軸４５の回転はこの減速機４
１を介して横軸軸流ポンプ２５のプロペラ軸３６に伝達
される。プロペラ軸３６側の傘歯歯車４２の歯数を、駆
動軸４５側の傘歯歯車４３の歯数よりも大きく設定して
おり、水中モータ２６の出力軸４６の回転は、横軸軸流
ポンプ２５のプロペラ軸３６に減速して伝達される。

【００２４】横軸軸流ポンプ２５を作動させる際には、
上記川表ゲート８のゲート扉体９を開放する一方、ポン
プゲート７のゲート扉体１５を閉鎖する。この状態で水
中モータ２６を作動させると、出力軸４６の回転が駆動
軸４５及び減速機４１を介して横軸軸流ポンプ２５のプ
ロペラ軸３６に伝達され、ポンプ羽根車３９が回転す
る。ポンプ羽根車３９が回転すると、上記吸入口２９か
らゲート扉体１５よりも上流の水が流路３１内に吸い込
まれ、フラップ弁３２を押し上げて吐出口３０からゲー
ト扉体１５の下流に吐出される。この吐出された水は吐
出水路４を経て本川２に流入する。上記のように吐出水
槽６の内部を大気開放しているため、横軸軸流ポンプ２
５が吐出する水流の圧力振動が堤防３に伝達されるのを
防止することができる。

【００２５】本実施形態のポンプゲート７では、上記の
ように水中モータ２６の出力軸４６の回転を横軸軸流ポ
ンプ２５のプロペラ軸３６に減速機４１を介して伝達す
る構成としているため、比較的小型軽量である高回転の
水中モータ２６を使用することができる。よって、横軸
軸流ポンプ２５の重量と水中モータ２６の重量を併せた
総重量を低減し、それによってゲート扉体１５の重量を
低減することができる。また、上記横軸軸流ポンプ２５
はその上方に位置する水中モータ２６により駆動される
ため、横軸軸流ポンプ２５のプロペラ軸３６の軸線Ｌ２
の方向の寸法を縮小し、それによってゲート扉体１５の
厚さを低減することができる。さらに、横軸軸流ポンプ
２５と水中モータ２６の両方がゲート扉体１５内に内蔵
されており、かつ、横軸軸流ポンプ２５の上方に水中モ
ータ２６が配置されているため、ゲート扉体１５の重量
バランスが良好である。さらにまた、横軸軸流ポンプ２
５がゲート扉体１５内に内蔵されているため、流下物が
衝突することによる横軸軸流ポンプ２５の破損を防止す
ることができる。

【００２６】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、ゲート扉
体に内蔵される横軸軸流ポンプ及び水中モータは１組で
あってもよく、３組以上であってもよい。

【００２７】また、上記実施形態では、堤防の下方を通
って支川と本川をつなぐ吐出水路の支川側にポンプゲー
トを設置しているが、ポンプゲートの設置箇所はこれに
限定されない。例えば、図５に示すように、支川１の途
中（支川と本川の合流地点及び堤防からある程度離れた
地点）に本発明のポンプゲート７を設けてもよい。この
場合、支川１の両岸に一対の水門柱５０ａ,５０ｂを設
け、これらの水門柱５０ａ，５０ｂの上端をコンクリー
トスラブ５１で連結する。また、各水門柱５０ａ,５０
ｂに戸当りレール（図５には図示せず）を設け、コンク
リートスラブ５１に開閉装置１９ａ，１９ｂを設ける。
図５に示すポンプゲート７のその他の構造は、上記図１
から図４に示すものと同一であるので、同一の要素には
同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のポンプゲートは、ゲート扉体内に内蔵され、その回転
軸が水平方向に延びる排水用の横軸軸流ポンプと、ゲー
ト扉体内の上記横軸軸流ポンプの上方に内蔵され、その
出力軸が上記横軸軸流ポンプに向けて垂直方向に延びる
水中モータとを備え、横軸軸流ポンプに内蔵された減速
機を介して水中モータの出力軸の回転を横軸軸流ポンプ
の回転軸に減速して伝達する構成としているため、以下
の効果がある。まず、横軸軸流ポンプ及び水中モータの
総重量を低減し、ゲート扉体の重量を低減することがで
きる。また、横軸軸流ポンプの回転軸方向の寸法を縮小
し、ゲート扉体の厚さを低減することができる。さら
に、ゲート扉体の重量バランスが良好である。さらにま
た、流下物が衝突することによる横軸軸流ポンプの破損
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかるポンプゲートの設
置例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の実施形態にかかるポンプゲートを示
す縦断面図である。

【図３】本発明の実施形態にかかるポンプゲートを示
す図２のIII-III線での断面図である。

【図４】軸流ポンプを示す縦断面図である。

【図５】本発明にかかるポンプゲートの他の設置例を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１支川２本川３堤防４吐出水路６吐出水槽６ａ上壁６ｂ開口部６ｃ，６ｄ側壁７ポンプゲート８川表ゲート９ゲート扉体１０開閉装置１１昇降用スピンドル１５ゲート扉体１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ戸車１７ａ，１７ｂ戸当りレール１８ａ，１８ｂ昇降用スピンドル１９ａ，１９ｂ開閉装置２５横軸軸流ポンプ２６水中モータ２８ポンプケーシング２９吸込口３０吐出口３１流路３２フラップ弁３４インナーケーシング３４ａ第１部分３４ｂ第２部分３６プロペラ軸（回転軸）３７玉軸受３８ａ，３８ｂ，３８ｃ転がり軸受３９ポンプ羽根車４１減速機４２，４３傘歯車４５駆動軸４６出力軸４８ａ，４８ｂ軸封装置Ｆ水流Ｈ１，Ｈ２水位Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３軸線Ｐ水圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水路を開閉する昇降可能なゲート扉体
に、排水用のポンプを設けたポンプゲートであって、上記ゲート扉体内に内蔵され、その回転軸が水平方向に
延びる排水用の横軸軸流ポンプと、上記ゲート扉体内の上記横軸軸流ポンプの上方に内蔵さ
れ、その出力軸が上記横軸軸流ポンプに向けて垂直方向
に延びる水中モータと、上記横軸軸流ポンプに内蔵され、上記水中モータの出力
軸の回転を上記横軸軸流ポンプの回転軸に減速して伝達
する減速機とを備えるポンプゲート。
【請求項２】上記減速機は、上記水中モータの出力軸
に連結された駆動軸の先端に固定された第１の傘歯歯車
と、上記横軸軸流ポンプの回転軸に固定された第２の傘
歯歯車とを備え、これら第１及び第２の傘歯歯車が互い
に噛み合うものであることを特徴とする請求項１に記載
のポンプゲート。