JP2003003450A - ポンプゲート - Google Patents

ポンプゲート

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JP2003003450A JP2001186341A JP2001186341A JP2003003450A JP 2003003450 A JP2003003450 A JP 2003003450A JP 2001186341 A JP2001186341 A JP 2001186341A JP 2001186341 A JP2001186341 A JP 2001186341A JP 2003003450 A JP2003003450 A JP 2003003450A
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Takeshi Endo
豪 遠藤
Tsuneo Asanagi
常男 麻薙
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低水位排水が可能で、損失水頭が小さく、構
造も簡単で小型・軽量化が図れ、フラップ弁閉鎖時の衝
撃を容易に低減できるポンプゲートを提供すること。 【解決手段】 水路５０を開閉するゲート１０に組み込
むポンプＰを軸流ポンプ又は斜流ポンプとする。ポンプ
Ｐの吸込側が吐出側よりも下方に位置するようにポンプ
Ｐのポンプ軸Ｐ５を傾斜させてゲート１０に組み込む。
ポンプＰの吐出口Ｐ１１の面をポンプ軸Ｐ５に対して垂
直に形成すると共に、この吐出口Ｐ１１にフラップ弁２
０を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプゲートに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば河川（本川）に支川が流れ
込むような場所には、支川側にこれを開閉するゲートを
設置し、大雨などの河川増水時に前記ゲートを閉じるこ
とで本川側の水が支川に逆流するのを防止する。一方ゲ
ートを閉じたときに支川の上流から流れてくる水は、ポ
ンプによって本川側に強制的に排水する。そしてこの種
のゲートの中には、省スペース化のため、ゲート自体に
排水用のポンプを取り付けた構造のポンプゲートがあ
る。
【０００３】従来、この種のポンプゲートのポンプ取付
形式には立軸型と横軸型とがあった。図８は立軸型のポ
ンプゲートを示す概略側断面図である。同図に示すポン
プゲート８０は、水路１００を開閉するゲート８１の上
流側にコラム型水中ポンプ８３を取り付けて構成されて
いる。このポンプ８３はポンプ軸（ポンプの主軸）が水
面に対して垂直方向を向くように設置されている。
【０００４】一方図９は横軸型のポンプゲートを示す概
略側断面図である。同図に示すポンプゲート９０は、ゲ
ート９１のスキンプレート９３に横軸水中ポンプ９５を
取り付けて構成されている。このポンプ９５はポンプ軸
が水面に対して水平方向を向くように設置されている。
【０００５】なお上記何れのポンプゲート８０，９０に
おいても、ポンプ８３，９５の吐出側は水平方向に向け
られており、吐出口８５，９７には逆流防止用のフラッ
プ弁８９，９９が取り付けられている。そしてこれらフ
ラップ弁８９，９９の閉鎖時の衝撃を低減するため、吐
出口８５，９７の面は垂直な面に対して所定角度（１５
°程度）傾けている。
【０００６】しかしながら上記立軸型のポンプゲート８
０の場合、ポンプ８３の真下から垂直に吸い込んだ水を
最終的に水平方向に向けるために流路が９０°曲げられ
ているので、損失水頭が大きくなってしまうという欠点
がある。またポンプ８３の縦方向寸法が長いため、ポン
プゲート８０の高さが高くなり、ポンプゲート８０全体
の外形が大きくなり重量が重くなり高価なものになって
しまうという欠点もあった。
【０００７】一方横軸型のポンプゲート９０の場合、ポ
ンプ９５の流路に屈曲する部分がなくまたその長さも短
くできるので、前記立軸型よりも損失水頭を小さくで
き、且つ構造も簡単でポンプ９５及びゲート９１の小型
・軽量化が図れる。
【０００８】しかしながら横軸型のポンプゲート９０に
おいては、吸込口９６を横に向けているので真下から吸
い込む場合に比べて水面から空気を吸い込み易くなり、
空気を吸い込むと振動騒音が発生するので、結局最低吸
込水位を高くしなければならないという欠点があった。
この欠点を防止するにはポンプ９５の吸込側を９０°下
方向に曲げて吸込口９６を真下に向ければよい。このよ
うに構成すれば低水位排水が可能になる。しかしながら
ポンプ９５を屈曲するので屈曲による損失水頭とポンプ
９５の全長が長くなることによる損失水頭がそれぞれ生
じてしまうという欠点がある。
【０００９】一方上記何れのポンプゲート８０，９０に
おいても、フラップ弁８９，９９の閉鎖時の衝撃を低減
するため、吐出口８５，９７の面を垂直面に対して所定
角度（１５°程度）傾けるようにカットしているが、そ
うすると構造が複雑になり加工工数が増大してコスト高
になってしまうという欠点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、低水位排水が可能
で、損失水頭が小さく、構造も簡単で小型・軽量化が図
れ、さらにフラップ弁閉鎖時の衝撃を容易に低減するこ
とができるポンプゲートを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、水路を開閉するゲート自体にポンプを組み
込み、ゲートによって閉じた水路の一方の側の水を排水
する構造のポンプゲートにおいて、前記ポンプは軸流ポ
ンプ又は斜流ポンプであり、且つ前記ポンプの吸込側が
吐出側よりも下方に位置するようにポンプのポンプ軸を
傾斜して設置したことを特徴とする。
【００１２】また本発明は、前記ポンプの吐出口の面を
ポンプ軸に対して垂直な面に形成すると共に、この吐出
口にフラップ弁を取り付けたことを特徴とする。
【００１３】また本発明は、前記ゲートのスキンプレー
トに傾斜面を設け、この傾斜面に前記ポンプを取り付け
ることでポンプのポンプ軸を水平方向に対して傾斜して
設置したことを特徴とする。
【００１４】また本発明は、前記ポンプの吸込口の部分
に、吸込渦防止装置を設置したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
にかかるポンプゲート１を用いたポンプゲート設備を示
す概略側断面図である。同図に示すようにこのポンプゲ
ート設備は、水路５０を開閉するポンプゲート１と、ポ
ンプゲート１に取り付けた吊り上げ部材５３を上下動す
ることでポンプゲート１を上下動する引き上げ開閉機５
７と、引き上げ開閉機５７をポンプゲート１の上部に据
え付けるための架台６１とを具備して構成されている。
【００１６】そして本川増水時は引き上げ開閉機５７を
駆動してポンプゲート１を下降して水路５０を閉じ、ポ
ンプゲート１の内部に組み込んだポンプＰを駆動するこ
とで水路５０の上流側の水を下流側に排水する。
【００１７】ここでポンプゲート１はゲート１０とこれ
に組み込むポンプＰとによって構成されている。ポンプ
Ｐとしては軸流ポンプ又は斜流ポンプが用いられ、筒状
のケーシングＰ１内に水中モータＰ３と水中モータＰ３
によって回転駆動されるポンプ軸（ポンプの主軸）Ｐ５
とポンプ軸Ｐ５に固定した羽根車Ｐ６とを収納してい
る。
【００１８】このポンプＰは、ポンプＰの吸込側が吐出
側よりも下方に位置するように、ポンプ軸Ｐ５を所定角
度傾斜して設置している。またポンプＰの吸込ベルマウ
スＰ７は、その吸込口Ｐ９が真下を向くように下方向に
湾曲している。
【００１９】一方ポンプＰの吐出口Ｐ１１の面は、ポン
プ軸Ｐ５に対してほぼ垂直な面に形成されており、この
吐出口Ｐ１１にフラップ弁２０を取り付けている。フラ
ップ弁２０はその上部が吐出口Ｐ１１の上部に回動自在
に固定されている。
【００２０】本発明においてポンプＰの吸込側が吐出側
よりも下方に位置するようにポンプ軸Ｐ５を傾斜して設
置したのは以下の理由による。 低水位排水可能 ポンプＰの吸込口Ｐ９が斜めに傾いて下降した分だけ低
くなるので、ポンプＰを水平に設置した場合に比べてよ
り低水位排水が可能になる。
【００２１】損失水頭の低減，小型・軽量化とフラッ
プ弁構造の簡素化 ポンプＰを水平に設置した場合であっても、吸込ベルマ
ウスＰ７を下方向に折り曲げて吸込口を真下に向けれ
ば、ポンプＰを傾斜して設置し吸込口を真下に向けた場
合と同じ低水位排水が可能になる。しかしながらポンプ
Ｐを傾斜して設置し吸込口を真下に向けたものは水平に
設置したものに比べて損失水頭の低減と小型・軽量化が
図れる。即ち図２に点線で示すようにポンプＰを水平に
設置する場合は吸込ベルマウスＰ７を９０°屈曲させる
必要があるが、ポンプＰを傾斜して設置する場合は図２
に実線で示すように吸込ベルマウスＰ７を９０°以下の
角度だけ屈曲させれば良いので、図２に斜線部Ｓ１で示
す部分だけ吸込ベルマウスＰ７の長さを短くできる。即
ち吸込ベルマウスＰ７の長さの削減と屈曲角度の減少に
よって損失水頭が低減化されポンプ効率が向上し、同時
に小型・軽量化が図れる。
【００２２】またポンプＰを水平に設置した場合、フラ
ップ弁２０の閉鎖時の衝撃を小さくするため、吐出口Ｐ
１１の面を垂直方向に対して所定角度θ２（１５°程
度）だけ傾斜させる必要があるが、ポンプＰを傾斜して
設置した場合は吐出口Ｐ１１の面をポンプ軸Ｐ５に対し
て垂直方向に形成していても傾斜角度θ１（例えば１５
°程度）分だけ傾斜することになる。従ってポンプＰを
傾斜して設置した場合は、ケーシングＰ１の吐出口Ｐ１
１の面を傾斜させるために突出する部分、即ち斜線部Ｓ
２で示す部分だけポンプＰの長さを短くできる。またフ
ラップ弁２０の構造が簡素化され、吐出口Ｐ１１を斜め
に傾斜するように加工する必要がないので加工が容易に
なり、加工工数が減少して製造コストの低減化が図れ
る。
【００２３】始動可能最低吸込水位の低水位化 図３に点線で示すようにポンプＰを水平方向に設置した
場合に比べて、同図に実線で示すようにポンプＰを吸込
側が低くなるように傾けて設置した場合は、ポンプＰ内
に収納している羽根車の位置が低くなる。ポンプＰがそ
の始動時に排水を開始するためには、羽根車が水没して
いなければならないので、羽根車の位置が低くなるとそ
の分始動可能最低吸込水位が低くなる。
【００２４】ところでポンプＰはゲート１０の水圧を受
ける面であるスキンプレート（止水板）に取り付けるこ
ととなるが、ポンプＰをスキンプレートに対して斜めに
傾斜して取り付けようとすると、その取付構造が複雑に
なる恐れがある。これは垂直に設置したスキンプレート
に対してポンプＰを斜めに傾斜して取り付けるため、ポ
ンプＰの外周に斜めに傾斜するフランジを設けなければ
ならないからである。そこで図４，図５に示す実施形態
では、ポンプＰのフランジはポンプ軸に対して垂直な通
常の構造とし、その代わりにスキンプレートの方を傾斜
させることとし、これによってその取付構造を簡素化し
た。
【００２５】即ち例えば図４（ａ），（ｂ）に示すよう
にゲート１０のスキンプレート１１全体を傾斜させ、こ
の傾斜面にポンプＰのフランジ３０を固定したり、図４
（ｃ），（ｄ）に示すようにスキンプレート１１の一部
に傾斜面を設けてこの傾斜面にポンプＰのフランジ３０
を固定したりする。また図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示すようにスキンプレート１１がゲート１０の下流側に
設置された場合も、スキンプレート１１の少なくともポ
ンプＰを取り付ける部分に傾斜面を設け、この傾斜面の
部分にポンプＰを取り付ける。
【００２６】次に図６は本発明の更に他の実施形態にか
かるポンプゲート１を用いたポンプゲート設備を示す概
略側断面図である。また図７は吸込ベルマウスＰ７の部
分の要部拡大図である。両図において図１に示す実施形
態と相違する点は、ポンプＰの吸込口Ｐ９の部分に、吸
込渦防止装置４０を設置したことのみである。この吸込
渦防止装置４０は、吸込ベルマウスＰ７の外周をリング
状に覆う渦防止用整流板４１を、数枚の垂直板（リブ）
４３で支持することによって、渦防止用整流板４１と吸
込ベルマウスＰ７の外周面との間に所定の隙間を設けて
構成されている。
【００２７】このように渦防止用整流板４１を設置すれ
ば、ポンプＰによる揚水の際に水面側から吸込口Ｐ９に
向かう流れが、主流Ｆと、吸込ベルマウスＰ７と渦防止
用整流板４１との間に形成される副流路Ｇとに分流さ
れ、これによって局部的な下向きの強い流れが防止され
て連続的な空気吸込渦の発生が防止される。即ちこの吸
込渦防止装置４０を設けることによって水位が低下して
も水面からの連続的な空気吸込渦の発生が防止されるの
で、通常の吸込ベルマウスを下に向けた場合より低水位
排水が可能になる。
【００２８】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であって
も、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技
術的思想の範囲内である。例えば上記吸込渦防止装置４
０の構造が上記実施形態に限定されないことは言うまで
もなく、要は空気吸込渦の発生を防止するものであれば
どのような構造の吸込渦防止装置４０であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 ポンプの吸込側が吐出側よりも下方に位置するように
ポンプのポンプ軸を傾斜して設置したので、低水位排水
が可能で、損失水頭が低減化されてポンプ効率が向上
し、同時に小型・軽量化が図れる。
【００３０】ポンプの吐出口の面をポンプ軸に対して
ほぼ垂直な面に形成すると共に、この吐出口にフラップ
弁を取り付けるという簡素な構造であっても、このフラ
ップ弁は傾斜するので、閉鎖時の衝撃を小さくできる。
【００３１】ポンプ内に収納している羽根車の位置を
低くできるので、ポンプ始動時の始動可能最低吸込水位
の低水位化が図れる。
【００３２】ゲートのスキンプレートに傾斜面を設
け、この傾斜面にポンプを取り付けることでポンプのポ
ンプ軸を水平方向に対して傾斜させたので、ポンプのス
キンプレートへの取付構造が簡素化され、製造の容易化
が図れる。
【００３３】ポンプの吸込口の部分に吸込渦防止装置
を設置したので、連続的な空気吸込渦の発生が防止さ
れ、通常の吸込ベルマウスよりさらに低水位排水が可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるポンプゲート１を
用いたポンプゲート設備を示す概略側断面図である。
【図２】ポンプＰを傾斜させた場合と水平の場合の比較
図である。
【図３】ポンプＰを傾斜させた場合と水平の場合の比較
図である。
【図４】ポンプＰのスキンプレート１１への各種取付構
造を示す図である。
【図５】ポンプＰのスキンプレート１１への各種取付構
造を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるポンプゲート１
を用いたポンプゲート設備を示す概略側断面図である。
【図７】吸込ベルマウスＰ７の要部拡大図である。
【図８】従来の立軸型のポンプゲートを示す概略側断面
図である。
【図９】従来の横軸型のポンプゲートを示す概略側断面
図である。
【符号の説明】
１ ポンプゲート １０ ゲート １１ スキンプレート ２０ フラップ弁 ３０ フランジ ４０ 吸込渦防止装置 ４１ 渦防止用整流板 ４３ 垂直板（リブ） ５０ 水路 Ｐ ポンプ Ｐ１ ケーシング Ｐ３ 水中モータ Ｐ５ ポンプ軸（ポンプの主軸、羽根車の回転軸） Ｐ６ 羽根車 Ｐ７ 吸込ベルマウス Ｐ９ 吸込口 Ｐ１１ 吐出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 豪 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 麻薙 常男 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 田篭 雅 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 2D019 AA43

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水路を開閉するゲート自体にポンプを組
    み込み、ゲートによって閉じた水路の一方の側の水を排
    水する構造のポンプゲートにおいて、 前記ポンプは軸流ポンプ又は斜流ポンプであり、且つ前
    記ポンプの吸込側が吐出側よりも下方に位置するように
    ポンプのポンプ軸を傾斜して設置したことを特徴とする
    ポンプゲート。
  2. 【請求項２】 前記ポンプの吐出口の面をポンプ軸に対
    して垂直な面に形成すると共に、この吐出口にフラップ
    弁を取り付けたことを特徴とする請求項１記載のポンプ
    ゲート。
  3. 【請求項３】 前記ゲートのスキンプレートに傾斜面を
    設け、この傾斜面に前記ポンプを取り付けることでポン
    プのポンプ軸を水平方向に対して傾斜して設置したこと
    を特徴とする請求項１又は２記載のポンプゲート。
  4. 【請求項４】 前記ポンプの吸込口の部分に、吸込渦防
    止装置を設置したことを特徴とする請求項１又は２又は
    ３記載のポンプゲート。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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