JPH11166496A - ゲートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 昇降動作時の重量バランスがよく、水路中の
流下物などによりポンプが損傷を受けない内蔵形式の長
所を活かしつつ、小さい所要スペースの割に大容量ポン
プの設置を可能にして全閉状態での流入と排水のバラン
スを十分良好に保てるようにする。 【解決手段】 水門の止水ゲートに、その昇降摺動方向
に対して垂直な水平軸心を持つ円筒状ポンプケーシング
１１の軸心部にモータ用ステータ１５が固定され、ポン
プケーシング１１内に同心に配置された回転可能のモー
タフレーム１７の内周面にモータ用ロータ１８が固定さ
れているとともに、外周面にポンプ用羽根車２０が固着
されている横軸形式のアウタロータ型水中モータポンプ
１０が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば灌漑用や取
水用水門に昇降摺動により開閉自在に支持させた止水ゲ
ートに該ゲートの閉鎖状態で強制排水を行なうように水
中モータポンプを装着してなるゲートポンプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種のゲートポンプとして従来から知
られているものには、水中モータポンプを止水ゲートに
内蔵してなるゲート内蔵形式のものと止水ゲートの上流
側に固定支持させてなるゲート取付形式のものとがあ
る。

【０００３】図５および図６はゲート内蔵形式のゲート
ポンプの縦断側面図およびその正面図であり、水路１の
両側に立設した水門柱２，２と水路１の床に横設して両
水門柱２，２を連結した床材３とにより水門４が形成さ
れている。上記両水門柱２，２に形成された戸当り２
ａ，２ａに止水ゲート５の左右両側縁を係合させて該止
水ゲート５が昇降摺動開閉自在に支持されている。この
止水ゲート５の左右両側部には立軸水中モータポンプ３
０，３０がその吸込口３１，３１を下向きにして止水ゲ
ート５の下端部に形成した開口部３２より水路１内の水
を吸込み、かつ、その吐出口３３，３３をゲート下流側
水路１に向けて開口させる状態で止水ゲート５の厚み範
囲に内蔵させて取り付けられている。

【０００４】上記立軸水中モータポンプ３０，３０の吐
出口３３，３３の先端開口部にはケート下流側水路１の
水位が一定以上のとき、下流側水圧を受けて閉鎖維持さ
れるフラップゲート３４，３４が枢着されている。そし
て、上記止水ゲート５の幅方向の中央部から上方へ向け
てゲート昇降用スピンドル３５が延出されており、この
スピンドル３５に螺合するウオームギヤ（図示省略す
る）を正逆駆動回転させて上記止水ゲート５を昇降摺動
させる電動機３６および手動ハンドル３７からなるゲー
ト開閉機構３８が水路１の上方部に設けた正面視門型の
コンクリートスラブ３９上に固定設置されている。

【０００５】図７および図８はゲート取付形式のゲート
ポンプの縦断側面図およびその正面図であり、この場合
は、立軸水中モータポンプ３０，３０をその吸込口３
１，３１が止水ゲート５よりも上流側の水路１内で下向
きに開口され、かつ、その吐出口３３，３３の端部フラ
ンジ３３ａ，３３ａが止水ゲート５の左右両側部に固定
されるように該止水ゲート５に対して外付けし、各吐出
口３３，３３に接合した吐出管４０，４０の先端開口部
をゲート下流側水路１に向けて開口させたものであっ
て、その他の構成は図５および図６で示すゲート内蔵形
式のものと同様であり、該当部分に同一の符号を付して
それらの説明を省略する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のゲート
ポンプのうち、前者のゲート内蔵形式のものは、ゲート
昇降用スピンドル３５の取付位置を止水ゲート５の幅お
よび厚み方向の重心位置とほぼ一致させやすく、ゲート
ポンプ全体の昇降動作時の重量バランスがよいととも
に、水路１中の流下物などによって直接水中モータポン
プ３０が損傷を受けることがないという長所を有する反
面、止水ゲート５の厚みが大きくなり、また、止水ゲー
ト５に強度メンバーとしての主横桁を配置することが困
難になるという難点がある。

【０００７】一方、後者のゲート取付形式のものは、止
水ゲート５の厚みを小さくできるとともに、主横桁の配
置に制約が少なく、止水ゲート５の構造設計の自由度が
増すという長所を有する反面、ゲート昇降用スピンドル
３５の取付位置と止水ゲート５の幅および厚み方向の重
心位置とが大きくずれやすくて昇降動作時に重量アンバ
ランスが生じやすいとともに、水中モータポンプ３０の
全体が止水ゲート５の上流側水路１中に露出しているの
で、水路１中の流下物などによって直接水中モータポン
プ３０が損傷を受けたり、水中モータポンプ３０にゴミ
などが堆積したりしやすく、また、ゲートポンプ全体と
しての流水方向の占有スペースが大きくなり、それにと
もなって水路１上部のスラブに昇降のための大きな開口
部を形成する必要があるという難点がある。

【０００８】上記のような各形式それぞれの長所、難点
の他に、両形式共に立軸水中モータポンプを使用してい
るために、設置スペースおよび昇降動作時の重量バラン
スの関係から使用可能なポンプ容量には自ずと制約があ
る。つまり、小口径の水中モータポンプの割に、設置所
要スペースが大きくなり、止水ゲート５の全閉状態で水
中モータポンプ３０を運転した場合の排水量が小さく、
流入量が多大になったときの流入と排水のバランスがと
れない事態を招くおそれがあるという共通の問題があっ
た。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、昇降動作時の重量バランスがよいとともに、水路中
の流下物などにより水中モータポンプが損傷を受けない
という内蔵形式の長所を活かしつつ、小さい所要スペー
スの割に大容量ポンプの設置を可能にして止水ゲートの
全閉状態での流入と排水のバランスを十分良好に保つこ
とができるゲートポンプを提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るゲートポンプは、水路に設けた水門に
昇降摺動により開閉自在に支持させた止水ゲートに水中
モータポンプを装着してなるゲートポンプであって、上
記水中モータポンプが、上記止水ゲートの昇降摺動方向
に対して垂直な軸心を有し、その軸線方向の少なくとも
一部を上記止水ゲートに内蔵させて該止水ゲートに固定
された円筒状ポンプケーシングと、このポンプケーシン
グの軸心部にその軸線方向に沿わせて配置して該ポンプ
ケーシングに固定された水平主軸と、この水平主軸に固
定されたモータ用ステータと、上記水平主軸に軸受を介
して回転可能に支持されて上記ポンプケーシング内に同
心に配置されたモータフレームの内周面で上記ステータ
に対向する位置に固定されたモータ用ロータと、上記モ
ータフレームの外周面に固着されたポンプ用羽根車とを
備えたアウターロータ型水中モータポンプから構成され
ていることを特徴とするものである。

【００１１】上記構成の本発明では、水中モータポンプ
として、水平主軸に回転可能に支持されたモータフレー
ムの外周面にポンプ用羽根車が固着されてなる横軸形式
のアウターロータ型水中モータポンプを使用することに
より、水中モータポンプの軸方向長さを通常のインナー
ロータ型のものに比べて約（１／２）程度に短くするこ
とが可能であり、このような全長の短い水中モータポン
プを止水ゲートに内蔵させることで、止水ゲート自体の
厚みを大きくしないでも、また、ゲートポンプ全体の流
水方向の占有スペースも大きくしないで、従来の各形式
のものに比べて大容量のポンプを設置することが可能と
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
もとづいて説明する。図１および図２は本発明に係るゲ
ートポンプの縦断側面図およびその正面図であり、当該
ゲートポンプを設置するために水路１に形成される水門
４の構成、この水門４に昇降摺動開閉自在に支持される
止水ゲート５の構成、および、その止水ゲート５を昇降
摺動させるように水路１の上方部に設けた正面視門型の
コンクリートスラブ３９上に固定設置されるゲート開閉
機構３８の構成などは、図４および図５に示すものと同
様であるため、該当部分に同一の符号を付してそれらの
詳細な説明は省略する。

【００１３】上記止水ゲート５の左右両側部には、後述
するような構造を持つ横軸形式のアウターロータ型水中
モータポンプ１０，１０が止水ゲート５の昇降摺動方向
に対して垂直な水平軸心を有する円筒状のポンプケーシ
ング１１，１１の一部を上記止水ゲート５の上流側に突
出させ、かつ、大部分を止水ゲート５の厚み範囲内に挿
入させる状態で該止水ゲート５に内蔵設置されている。

【００１４】図３は上記止水ゲート５の左右両側部に設
置される横軸形式のアウターロータ型水中モータポンプ
１０の構造を示す縦断側面図であり、上記円筒状ポンプ
ケーシング１１の軸心部にその軸線方向に沿わせて配置
した水平主軸１２がその軸線方向の両端において上記ポ
ンプケーシング１１に固定された円錐形状の軸支持部材
１４，１４に固定支持されており、この固定主軸１２の
軸線方向中央部にモータ用ステータ１５が固定されてい
るとともに、このステータ１５の両側において上記固定
主軸１２に軸受１６，１６を介して回転可能に支持され
て上記ポンプケーシング１１内に同心に配置されたドラ
ム形のモータフレーム１７の内周面に上記ステータ１５
に対向するモータ用ロータ１８が固定され、かつ、上記
モータフレーム１７の外周面に上記ポンプケーシング１
１の内周面との間に形成される環状の流水路１９内で回
転する軸流形式のポンプ用羽根車２０が固着されてお
り、このモータポンプ１０は可逆回転形かつ回転速度制
御可能であるとともに、ポンプケーシング１１にはフラ
ップ弁が付設されてなく、排水／揚水兼用形に構成され
ている。なお、図３中の２１，２１はメカニカルシール
である。

【００１５】上記のような構造のアウターロータ型水中
モータポンプ１０は、通常のインナーロータ型水中モー
タポンプ（これは周知であるため、具体的な構造の図示
及び説明は省略する）に比べてモータポンプ全体の軸線
方向長さＬが約（１／２）程度に短くなる。このような
軸線方向長さＬの短いアウターロータ型水中モータポン
プ１０を止水ゲート５に内蔵し固定してなるゲートポン
プにおいては、止水ゲート５自体の厚みは大きくしない
でも、また、ゲートポンプ全体の流水方向の占有スペー
スも大きくしないで従来の各形式と同一のスペースのも
とで大容量の水中モータポンプ１０の設置が可能とな
る。

【００１６】また、上記ゲートポンプにおいては、止水
ゲート５を全閉した状態で、アウターロータ型水中モー
タポンプ１０を正転させることにより、通常どおり上流
側水路１から下流側水路１への排水を行なえ、このとき
の許容水位レベルが従来のゲートポンプよりも高いため
に、低水位時にはポンプ１０の回転速度を低くして排水
することが可能であると共に、止水ゲート５を全閉して
アウターロータ型水中モータポンプ１０を逆転させるこ
とにより、灌漑用に下流側水路１から上流側水路１に取
水することも可能である。

【００１７】図４は本発明に係るゲートポンプの他の実
施形態を示す縦断側面図であり、この実施形態では、ポ
ンプケーシング１１の下流側端部にフラップ弁１３を付
設して上記横軸形式のアウターロータ型水中モータポン
プ１０を排水専用形に構成したものであり、この場合
は、止水ゲート５を全閉して内水を湛水するとともに、
上流側水位が高くなったとき、アウターロータ型水中モ
ータポンプ１０を正転させることにより、所定の排水を
行なうことが可能である。

【００１８】なお、上記の実施形態では、止水ゲート５
の左右両側部に二基のアウターロータ型水中モータポン
プ１０，１０を設置させたもので説明したが、止水ゲー
ト５の幅方向の中央部に一基だけを設置したものや、幅
方向に三基以上並列させて設置したものであってもよ
い。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、止水ゲ
ートに装着する水中モータポンプとして、軸線方向長さ
が短い横軸形式のアウターロータ型水中モータポンプを
使用しこれを止水ゲートに内蔵させることによって、ゲ
ートポンプ全体の昇降動作時の重量バランスをよくして
ゲート開閉が円滑に行えるとともに、水路中の流下物な
どにより水中モータポンプが損傷を受けたり、ゴミが堆
積したりすることのないという内蔵形式の長所を活かし
つつ、止水ゲート自体の厚みおよびゲートポンプ全体の
流水方向の占有スペースを大きくしないで、従来の各形
式と同一の所要スペースのもとで大容量のポンプを設置
でき、したがって、止水ゲート全閉状態での流入と排水
のバランスを十分良好に保つことができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るゲートポンプの実施形態を示す縦
断側面図である。

【図２】同上ゲートポンプの正面図である。

【図３】同上ゲートポンプの要部であるアウターロータ
型水中モータポンプの拡大縦断側面図である。

【図４】本発明に係るゲートポンプの他の実施形態を示
す縦断側面図である。

【図５】従来のゲート内蔵形式のゲートポンプの縦断側
面図である。

【図６】同上ゲートポンプの正面図である。

【図７】従来のゲート取付形式のゲートポンプの縦断側
面図である。

【図８】同上ゲートポンプの正面図である。

【符号の説明】

１ 水路 ４ 水門 ５ 止水ゲート １０ アウターロータ型水中モータポンプ １１ ポンプケーシング １２ 固定主軸 １５ モータ用ステータ １６ 軸受 １７ モータフレーム １８ モータ用ロータ ２０ ポンプ用羽根車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水路に設けた水門に昇降摺動により開閉
   自在に支持させた止水ゲートに水中モータポンプを装着
   してなるゲートポンプであって、 上記水中モータポンプが、 上記止水ゲートの昇降摺動方向に対して垂直な軸心を有
   し、その軸線方向の少なくとも一部を上記止水ゲートに
   内蔵させて該止水ゲートに固定された円筒状ポンプケー
   シングと、 このポンプケーシングの軸心部にその軸線方向に沿わせ
   て配置して該ポンプケーシングに固定された水平主軸
   と、 この水平主軸に固定されたモータ用ステータと、 上記水平主軸に軸受を介して回転可能に支持されて上記
   ポンプケーシング内に同心に配置されたモータフレーム
   の内周面で上記ステータに対向する位置に固定されたモ
   ータ用ロータと、 上記モータフレームの外周面に固着されたポンプ用羽根
   車とを備えたアウターロータ型水中モータポンプから構
   成されていることを特徴とするゲートポンプ。