ゲート設備に取り付けるポンプ構造
【課題】 ゲートに取り付けられるポンプに対してこれの駆動用電動機の配置を工夫してゲートヘの取り付け、保守管理を容易にし小型化を図ることのできるゲート設備に取り付けるポンプ構造を提供することにある。
【解決手段】 上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排水するポンプ４をゲート１１に取り付け、ポンプ４の吐出口４１ｂ側に開閉扉５をゲート１１の内部側に取り付け、上記ポンプ４の垂直軸回りの伝導軸４３の上部を防水性の内部に収容する上部ギャーボックス６をポンプ４真上に取り付け、水平軸回りの電動機７を上部ギャーボックス６の側部の所望箇所に交換自在に取り付けると共に、ポンプ４の伝導軸４３と電動機７の回転軸７１とを上部ギャーボックス６の内部に収容された直角に噛み合う歯車機構６１を介して連動連結する。
【解決手段】 上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排水するポンプ４をゲート１１に取り付け、ポンプ４の吐出口４１ｂ側に開閉扉５をゲート１１の内部側に取り付け、上記ポンプ４の垂直軸回りの伝導軸４３の上部を防水性の内部に収容する上部ギャーボックス６をポンプ４真上に取り付け、水平軸回りの電動機７を上部ギャーボックス６の側部の所望箇所に交換自在に取り付けると共に、ポンプ４の伝導軸４３と電動機７の回転軸７１とを上部ギャーボックス６の内部に収容された直角に噛み合う歯車機構６１を介して連動連結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゲートの上流側水路の水を下流側水路に強制排出するポンプがゲートに取り付けられた技術の改良に係り、特に、ゲートに取り付けられるポンプに対してこれの駆動用電動機の配置を工夫してゲートヘの取り付け、保守管理を容易にし小型化を図るゲート設備に取り付けるポンプ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の排水機場では洪水を排出するポンプ設備と排水路の閉塞開放を行うゲート設備が併設されており設備が大掛かりとなり建設費用が嵩む。よって建設費用削減の為にゲート設備にポンプ設備を取り付け施設の集約を計り建設費用の削減が提案されている。ゲートに設置するポンプの構造は小型化を進める上で有利となる軸流ポンプが多く採用されている。
【特許文献１】特開２００４−１００２５９
【特許文献２】特開２００４−９２１４６
【特許文献３】特開２００４−３６５５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ゲートに取り付けるポンプ構造によってはポンプの保守点検が困難になったり、ポンプ固定のためにゲート側を特別な構造にする必要がある。また、前記の例えば特開２００４−１００２５９、特開２００４−９２１４６、特開２００４−３６５５９などの従来の型式では羽根駆動用の電動機は専用に開発された物でメーカ毎の互換性は無くなり高価になっている。さらに、電動機のメンテナンスに際してはポンプ設備全体をゲート設備から取り外し実行することが必要になる。
【０００４】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、ゲートに取り付けられるポンプに対してこれの駆動用電動機の配置を工夫してゲートヘの取り付け、保守管理を容易にし小型化を図ることのできるゲート設備に取り付けるポンプ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の目的を達成するために、この発明は、水路を開閉する昇降式のゲートの上流側水路に臨む側に、上流側水路の水を下流側水路に強制排水するポンプを取り付け、ポンプの吐出口側に連通し下流側水路からの逆流を防ぎ且つポンプの駆動による強制排水時には下流側水路に向けて開き上流側水路の水を下流側水路に排水させる開閉扉をゲートの内部側に下流側水路に向けて取り付け、上記ポンプに駆動力を伝達する垂直軸回り回転する伝導軸の上部をポンプ真上上方に延設し、伝導軸の延設された上部を防水性の内部に収容する上部ギャーボックスをポンプ真上に取り付け、上部ギャーボックスの内部に延設された回転軸が水平軸回りに回転する電動機を上部ギャーボックスの側部の所望箇所に交換自在に取り付けると共に、垂直軸回りに回転するポンプの伝導軸と水平軸回りに回転する電動機の回転軸とを上部ギャーボックスの内部に収容された直角に噛み合う歯車機構を介して連動連結する手段よりなるものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上の記載より明らかなように、この発明に係るゲート設備に取り付けるポンプ構造によれば、次のような極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
（１）ポンプの羽根部と電動機また伝達経路の点検整備が個別に出来る。
（２）ゲート設備への取り付けが容易に出来る。また既存ゲートヘの設置も少ない改造で可能となる。
（３）上部ギャーボックスを介し電動機を取り付けることで電動機の取り付け方向が現地条件に合わせ選択できる。
（４）インペラハブに電動機を配置しないため流路の断面変化を最小限に抑えることができ運転効率の向上が期待できる。
（５）電動機軸をゲート床盤に対し水平にするので電動機の冷却に必要な喫水深を電動機縦軸配置の型式より低く抑えることが出来る。
（６）請求項２によれば、上部ギャーボックスの側部の正面、左側面又は右側面の何れかに電動機を取り付けることができるので、設計、製作や現場設置工事での自由度を高めることができる。しかも、上部ギャーボックスの上面に電動機を下向きに取り付ける場合に比べて上部ギャーボックスの内部の歯車機構の目視点検も容易となる。
（７）請求項３によれば、ゲート設備へのポンプ設備の取り付けが容易となり、点検のためのポンプ設備の取り外しも容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に記載の発明を実施するための最良の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
ここで、図１はポンプ付ゲートの側断面図、図２は図１の正面図、図３は図１の背面図、図４はポンプ構造の断面図、図５は別の小型のポンプ付ゲートの側断面図、図６は別の２基ポンプを備えたポンプ付ゲートの正面図、図７は電動機の取り付け方向が異なるポンプ構造の正面図、図８はポンプを取り付けてないときのゲートの側断面図、図９は図８の正面図、図１０は図８の背面図である。
【０００８】
図において、ポンプ付ゲート１は、ゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排出するポンプ４がゲート１１に取り付けられた構造からなり、水路２にその横断方向に水路２を遮断するようにして設置されている。ポンプ付ゲート１は扉体としてのゲート１１が昇降することにより、水路２を開閉する構造になっている。ポンプ付ゲート１は、自然排水時にはゲート１１を上昇させて排水し、強制排水時にはゲート１１を閉じた状態でゲート１１に取り付けられたポンプ４を利用して、ゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排水する構造になっている。
【０００９】
ゲート１１は、四角形で板状のスキンプレート１１ａ、スキンプレート１１ａの上流側水路２ａの臨む側の表面に取り付けられた上枠補強桁１１ｂ、左右の側枠補強桁１１ｃ、下枠補強桁１１ｄ、縦補強桁１１ｅ、横補強桁１１ｆなどから構成されている。
【００１０】
上枠補強桁１１ｂはスキンプレート１１ａの上辺側に取り付けられ、左右の側枠補強桁１１ｃはスキンプレート１１ａの左右側端側に取り付けられ、下枠補強桁１１ｄはスキンプレート１１ａの下辺側に取り付けられ、縦補強桁１１ｅは左右の側枠補強桁１１ｃの間に取り付けられ、横補強桁１１ｆは上枠補強桁１１ｂと下枠補強桁１１ｄとの間に取り付けられている。
【００１１】
縦補強桁１１ｅ及び横補強桁１１ｆの取り付け個数や配置間隔はゲート１１の大きさによって異なり、スキンプレート１１ａが大きくなるに従いこれらの取り付け個数は増える。ゲート１１のスキンプレート１１ａはこれらの補強桁によって補強されて剛性が高められている。
【００１２】
ポンプ付ゲート１が設置された水路２の左右両側面には門柱３が上方に向けて延設されており、左右の門柱３には、上下方向にゲート１１の左右側端を昇降摺動案内する図示しないガイド溝がそれぞれ形成されていて、ゲート１１はこのガイド溝に沿って昇降する構造になっている。ゲート１１の左右側端の側枠補強桁１１ｃにはガイド溝との摺動抵抗を少なくするローラー１２が上下にそれぞれ設けられていて、ゲート１１が昇降する場合にガイド溝に沿ってスムーズに昇降できるようになっている。
【００１３】
ゲート１１の上端の上枠補強桁１１ｂには、ゲート１１を昇降させるための図示しない例えばワイヤーロープの下端側が連結される連結具１３が取り付けられている。連結具１３はゲート１１の大きさによって、例えばゲート１１の上端中央に１基取り付けられたり、上端の左右両側に２基取り付けられたりする。連結具１３に下端側が連結された図示しない例えばワイヤーロープの上端側は門柱３の上部側に設けられた図示しない巻取りドラムに巻き取られていて、図示しない駆動モーターにより巻取りドラムを正逆回転させてワイヤーロープを巻き上げたり巻き下げたりして、ワイヤーロープの下端側が連結されたゲート１１を昇降させる構造になっている。
【００１４】
水路２の上流側水路２ａに臨む側のゲート１１の下部の表面には、上流側水路２ａに向けて突出した状態でポンプ４が垂直なゲート１１に対して略水平に取り付けられている。ポンプ４はゲート１１が閉じられた状態でゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに向けて強制排水する機能を果たす。ポンプ４はゲート１１の大きさによって、ゲート１１の下部中央に例えば１基取り付けられたり、下部の左右両側に例えば２基取り付けられたりする。ポンプ４には例えば軸流ポンプが使用される。
【００１５】
例えば軸流ポンプからなるポンプ４は、水が通過する導水管４１、導水管４１の内部中央に取り付けられたインペラハブ４２、インペラハブ４２に電動機７の駆動力を歯車機構６１を介して伝達する伝導軸４３などから構成されている。
【００１６】
導水管４１は、内部が円筒形に形成され、上流側水路２ａに臨む先端側の流入口４１ａがラッパ状に形成され、又ラッパ状の流入口４１ａは前方に向けて少し斜め下向きに開口している。また、ポンプ４の導水管４１はその流入口４１ａがゲート全閉状態で水路の底部近くの高さになるようにゲート１１に取り付けられている。
【００１７】
導水管４１の後端となる吐出口４１ｂの周縁側は板状のポンプ取付板１４に形成された孔１４ａに溶接などによって一体的に取り付けられている。ポンプ４の導水管４１はポンプ取付板１４を介してゲート１１の表面に取り付けられている。ポンプ取付板１４は導水管４１と接する内部には導水管４１の吐出口４１ｂが挿入接続される例えば円形の孔１４ａが形成されている。
【００１８】
導水管４１はその軸芯方向がポンプ取付板１４に対して直角になっていて、導水管４１に対して直角なポンプ取付板１４がゲート１１の表面に取り付けられることにより、導水管４１はその軸芯方向が垂直なゲート１１の表面に対して略水平状に取り付けられる。
【００１９】
ポンプ４の導水管４１の吐出口４１ｂ側が一体的に取り付けられたポンプ取付板１４は、ゲート１１のスキンプレート１１ａを補強する下枠補強桁１１ｄ、縦補強桁１１ｅ及び横補強桁１１ｆに例えばボルトナットなどにより取り付けられている。即ち、ポンプ取付板１４の上辺は横補強桁１１ｆに取り付けられ、ポンプ取付板１４の左右側辺は左右の縦補強桁１１ｅに取り付けられ、ポンプ取付板１４の下辺は下枠補強桁１１ｄにそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
ポンプ取付板１４はその周縁側となる上辺、左右側辺及び下辺がこれらの補強桁１１ｄ、１１ｅ、１１ｆと水密状態で取り付けられて水密構造になっており、上流側水路２ａの水がポンプ取付板１４の周縁側となる上辺、左右側辺又は下辺から下流側水路２ｂに漏れ出るのが確実に防がれている。防水が図られたポンプ取付板１４の取り付け位置に対応する箇所のスキンプレート１１ａは切り欠かれて開口部１１ｇが形成されている。開口部１１ｇは下流側水路２ｂに臨んでいて連通している。
【００２１】
このように、上流側水路２ａと下流側水路２ｂとは、ゲート１１のスキンプレート１１ａ、ポンプ取付板１４、ポンプ取付板１４の上辺が取り付けられる横補強桁１１ｆ、ポンプ取付板１４の左右側辺が取り付けられる左右の縦補強桁１１ｅ、及びポンプ取付板１４の下辺が取り付けられる下枠補強桁１１ｄによって遮断されている。
【００２２】
ポンプ４の導水管４１の後端となる吐出口４１ｂ側には開閉扉５が取り付けられている。開閉扉５には例えばフラップゲートが使用されている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５は、ポンプ４が表面に取り付けられたポンプ取付板１４の裏面側に背中合わせに取り付けられた開閉扉取付板１５側に、下流側水路２ｂに向けて取り付けられている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５はスキンプレート１１ａに形成された開口部１１ｇを通じて下流側水路２ｂに臨んでいる。また、開閉扉取付板１５は例えばボルトナットによりポンプ取付板１４の裏面側に背中合わせに取り付けられる。
【００２３】
開閉扉取付板１５には例えば円形の孔１５ａが形成され、この孔１５ａには導水管４１の後端側の吐出口４１ｂと同一内径の吐出管５１の一端が挿入され溶接などにより一体的に取り付けられている。開閉扉５は、吐出管５１の下流側水路２ｂに向けて臨んでいる他端側表面に開閉自在に取り付けられている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５は、その上端部が下流側水路２ｂに臨む開閉扉取付板１５の上部にヒンジ構造５２で連結されている。
【００２４】
例えばフラップゲートからなる開閉扉５は、上端のヒンジ構造５２を回転中心として、ゲート１１の下流側水路２ｂに向けて開き、ゲート１１の上流側水路２ａに向けて閉じる、所謂逆止弁の構造になっている。開閉扉５は、下流側水路２ｂの水圧が高い場合には閉じて下流側水路２ｂからの逆流を防ぎ、ポンプ４の駆動による強制排水時には、ポンプ４からの吐出排水の水圧によって開いてゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに排水できるようになっている。
【００２５】
開閉扉取付板１５に取り付けられた吐出管５１及び閉じた状態の開閉扉５は、ゲート１１の内部側つまりゲート１１の厚み側となるポンプ取付板１４とスキンプレート１１ａとの間内に収容されている。ゲート１１の内部側に取り付けられた吐出管５１及び閉じた状態の開閉扉５は上下に昇降するゲート１１の厚み内に収まっていて、ゲート１１が昇降する際に吐出管５１及び開閉扉５が昇降の妨げとなることはない。
【００２６】
導水管４１の内部中央に取り付けられたインペラハブ４２は、上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制的に排出する機能を果たすもので、回転する複数の羽根４２ａ、内部に配置された羽根駆動軸４２ｄ、ギャーボックス４２ｇなどから構成される。
【００２７】
インペラハブ４２は、導水管４１の内部中央に上方から連結筒４４によって吊り下げた状態で取り付けられ、又左右斜め下方に向けてそれぞれ取り付けられた左右の固定リブ４５に支持されている。連結筒４４は上下方向に垂直に取り付けられている。連結筒４４の内部は空洞になっていて、この空洞内には伝導軸４３が上下方向に配置されている。連結筒４４の上部は導水管４１を貫通して上部ギャーボックス６内に接続して保持されている。また、連結筒４４の下部はインペラハブ４２のギャーボックス４２ｇ内に接続している。連結筒４４はインペラハブ４２を導水管４１の内部中央に吊り下げて保持する機能を果たすと共にその内部に伝導軸４３を挿通させて防止を図る機能を有する。
【００２８】
インペラハブ４２は先端側及び後端側が弾頭状の形状に形成され、その中間が円筒形状に形成されて、導水管４１内を通過する水の抵抗を小さくしている。又回転する複数の羽根４２ａは、先端ケース４２ｂの直ぐ後方の外周側に回転自在に配置された回転円筒体４２ｃの外周表面に等間隔で配置されている。回転円筒体４２ｃはインペラハブ４２の内部に水平状に配置された羽根駆動軸４２ｄの側周面に複数の連結板によって連動連結されていて、羽根駆動軸４２ｄが軸回りに回転すると回転円筒体４２ｃも回転して羽根４２ａを回転させる構造になっている。
【００２９】
インペラハブ４２の内部の中心部には、このインペラハブ４２の軸芯方向に上記羽根駆動軸４２ｄが軸回りに回転自在に軸支されている。羽根駆動軸４２ｄの先端は共に回転する先端ケース４２ｂに固定され、羽根駆動軸４２ｄの他端側はインペラハブ４２の内部のギャーボックス４２ｇの内部を貫通して軸支されている。
【００３０】
羽根駆動軸４２ｄはギャーボックス４２ｇに貫通する直前部分でその周囲がシール装置４２ｅによりシールされている。また、シール装置４２ｅによりシールされている箇所のシール漏れによる水の侵入の有無を検知する浸水検知装置４２ｆが取り付けられている。保守点検時にこの浸水検知装置４２ｆによりシール漏れの有無が検査される。
【００３１】
ギャーボックス４２ｇはインペラハブ４２の内部の後半部分に設けられている。ギャーボックス４２ｇの内部に貫通する羽根駆動軸４２ｄには羽根側傘歯車４２ｈが取り付けられている。羽根側傘歯車４２ｈは水平軸回りに回転する。羽根側傘歯車４２ｈにはこれと直角な垂直軸回りに回転する伝導軸側下部傘歯車４３ａが噛み合っている。伝導軸側下部傘歯車４３ａは伝導軸４３の下部に取り付けられている。
【００３２】
伝導軸４３は連結筒４４の内部を挿通してインペラハブ４２のギャーボックス４２ｇ及び導水管４１を貫通し上方に垂直に延びて設けられている。伝導軸４３は連結筒４４によって防止が図られている。伝導軸４３の上部側は上部ギャーボックス６の内部に貫通している。上部ギャーボックス６の内部に位置する伝導軸４３の上部には歯車機構６１の一部を構成する伝導軸側上部傘歯車６１ａが取り付けられている。伝導軸側上部傘歯車６１ａは伝導軸側下部傘歯車４３ａと同一軸芯で垂直軸回りに回転する。
【００３３】
上部ギャーボックス６はポンプ４の導水管４１の真上位置に設置されている。
上部ギャーボックス６には電動機７の駆動力をポンプ４の伝導軸４３に伝達する前記の歯車機構６１がその内部に収納されている。上部ギャーボックス６は箱形からなり、上部ギャーボックス６の底面側は導水管４１の上面側に接置して設けられている。背面側は前記ポンプ取付板１４の一部によって構成されている。
【００３４】
上部ギャーボックス６は箱形からなり、その側部の例えば正面、左側面又は右側面の三方向の何れかの所望箇所に電動機７が取り付けられる構造になっている。図面では上部ギャーボックス６の正面に電動機７が取り付けられている。このように、上部ギャーボックス６の側部の例えば正面、左側面又は右側面の何れかに電動機７を取り付けることができるので、設計、製作や現場設置工事での自由度を高めることができる。
【００３５】
上部ギャーボックス６の内部の歯車機構６１は、上部ギャーボックス６の正面、左側面又は右側面の三側面方向の何れの方向からも電動機７が取り付けられるように、内部に位置する伝導軸４３の上部には垂直軸回りに回転する前記の伝導軸側上部傘歯車６１ａと、電動機７の水平軸回りに回転する回転軸７１に取り付けられた電動機側傘歯車６１ｂとから構成される。伝導軸側上部傘歯車６１ａは垂直軸回りに回転し、電動機側傘歯車６１ｂはこれに直角な水平軸回りに回転する。この直角に噛み合う伝導軸側上部傘歯車６１ａと電動機側傘歯車６１ｂにより歯車機構６１は構成されている。
【００３６】
上部ギャーボックス６の内部には直角に噛み合う歯車機構６１が配置されているため、垂直軸回りに回転するポンプ４の伝導軸４３に対して、これに直角な水平な三方向から水平軸回りに回転する電動機７を上部ギャーボックス６の正面、左側面又は右側面の三方向の何れかに取り付けることが可能となる。
【００３７】
上部ギャーボックス６はその内部が防水構造になっていて、内部の歯車機構６１を構成する伝導軸側上部傘歯車６１ａや電動機側傘歯車６１ｂなどが浸水によって故障するのが防がれている。上部ギャーボックス６の上面には内部を外部から目視保守点検できるように開閉蓋６２が取り付けられている。
【００３８】
電動機７は上部ギャーボックス６の内部の歯車機構６１を介してポンプ４の羽根４２ａを駆動させるものであり、前記したように電動機７はその回転軸７１が水平状態で上部ギャーボックス６の例えば正面に取り付けられている。電動機７にはこれを冷却する電動機冷却装置７２が設けられていて、この電動機冷却装置７２によって電動機７が加熱するのを防いでいる。
【００３９】
電動機７はポンプ４とは一体的に直結されてなく、ポンプ４に対して上部ギャーボックス６内の直角に噛み合う歯車機構６１を介して連動連結していて、前記したように上部ギャーボックス６の正面、左右側面の三側面方向に対して取り付け及び取り外し自在になっている。このように、ポンプ４に対して電動機７のみを任意に交換することができ、ポンプ４に対して電動機７の互換性があり、電動機７のコスト低下を図ることができる。
【００４０】
次に、上記発明を実施するための最良の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
ゲート１１を閉じた状態で上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排水する場合には、ポンプ４の電動機７を駆動させる。電動機７が駆動すると、電動機７の回転軸７１は水平軸回りに回転する。
【００４１】
回転する回転軸７１の先端側には上部ギャーボックス６の内部に配置された歯車機構６１を構成する電動機側傘歯車６１ｂが取り付けられており、この電動機側傘歯車６１ｂは水平軸回りに回転する。この水平軸回りに回転する電動機側傘歯車６１ｂは歯車機構６１を構成する垂直軸回りに回転する伝導軸側上部傘歯車６１ａと噛み合っている。伝導軸側上部傘歯車６１ａは垂直軸回りに回転する伝導軸４３の上部に取り付けられており、このため、電動機７の水平軸回りの回転力は、歯車機構６１を介して垂直軸回りの回転力になって伝導軸４３に伝達される。
【００４２】
垂直軸回りに回転する伝導軸４３の下部にはインペラハブ４２に内装された伝導軸側下部傘歯車４３ａが取り付けられており、伝導軸側下部傘歯車４３ａは垂直軸回りに回転する。この垂直軸回りに回転する伝導軸側下部傘歯車４３ａにはインペラハブ４２の内部の水平軸回りに回転する羽根側傘歯車４２ｈが直角に噛み合っている。
【００４３】
羽根側傘歯車４２ｈは水平軸回りに回転する羽根駆動軸４２ｄの後端側に取り付けられており、羽根駆動軸４２ｄの先端側には取付板を介してその外周側に羽根４２ａの回転円筒体４２ｃが取り付けられている。回転円筒体４２ｃには複数の羽根４２ａが取り付けられており、羽根駆動軸４２ｄが回転すると先端ケース４２ｂ、回転円筒体４２ｃ及びその複数の羽根４２ａもその回転に連動して回転する。
【００４４】
このようにして、電動機７の駆動力は、上部ギャーボックス６の内部の歯車機構６１により、伝導軸４３を通じてインペラハブ４２の内部の伝導軸側下部傘歯車４３ａから羽根側傘歯車４２ｈに伝わり、羽根駆動軸４２ｄ、複数の羽根４２ａを回転させて、導水管４１内の水を下流側水路２ｂに向けて排出する。
【００４５】
ポンプ４の導水管４１の内部に配置した複数の羽根４２ａが回転すると、導水管４１の内部には上流側水路２ａから下流側水路２ｂに向けて流れが発生する。上流側水路２ａの水は導水管４１の流入口４１ａから吸い込まれ、回転する羽根４２ａによって導水管４１の吐出口４１ｂに向けて送り出される。
【００４６】
吐出口４１ｂ側には逆止弁の機能を果たす例えばフラップゲートからなる開閉扉５が取り付けられている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５は自重及び下流側水路２ｂの水圧によって吐出口４１ｂ側を閉じているが、インペラハブ４２の駆動によって生じる流速による水圧によって開閉扉５を下流側水路２ｂに向けて開かせて、上流側水路２ａの水をこのポンプ４を通じて下流側水路２ｂに強制排水させることができる。
【００４７】
また、ゲート１１を開いて上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに自然排水させる場合、開閉扉５はポンプ取付板１４とスキンプレート１１ａとの間にあってゲート１１の内部側にあるため、ゲート１１を昇降させる際に開閉扉５がこれの妨げとなることはない。
【００４８】
なお、この発明は上記発明を実施するための最良の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。例えば上記の最良の形態においては、開閉扉５としてフラップゲートの場合で説明したがこれに限定されるものではなく、フラップゲートに代えて例えば電動の仕切弁・バタフライバルブ、マイターゲート（観音扉）などでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明を実施するための最良の形態を示すポンプ付ゲートの側断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の背面図である。
【図４】この発明を実施するための最良の形態を示すポンプ構造の断面図である。
【図５】この発明を実施するための最良の形態を示す別の小型のポンプ付ゲートの側断面図である。
【図６】この発明を実施するための最良の形態を示す別の２基ポンプを備えたポンプ付ゲートの正面図である。
【図７】この発明を実施するための最良の形態を示す電動機の取り付け方向が異なるポンプ構造の正面図である。
【図８】この発明を実施するための最良の形態を示すポンプを取り付けてないときのゲートの側断面図である。
【図９】図８の正面図である。
【図１０】図８の背面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ ポンプ付ゲート
１１ ゲート
１１ａ スキンプレート
１１ｂ 上枠補強桁
１１ｃ 側枠補強桁
１１ｄ 下枠補強桁
１１ｅ 縦補強桁
１１ｆ 横補強桁
１１ｇ 開口部
１２ ローラー
１３ 連結具
１４ ポンプ取付板
１４ａ 孔
１５ 開閉扉取付板
１５ａ 孔
２ 水路
２ａ 上流側水路
２ｂ 下流側水路
３ 門柱
４ ポンプ
４１ 導水管
４１ａ 流入口
４１ｂ 吐出口
４２ インペラハブ
４２ａ 羽根
４２ｂ 先端ケース
４２ｃ 回転円筒体
４２ｄ 羽根駆動軸
４２ｅ シール装置
４２ｆ 浸水検知装置
４２ｇ ギャーボックス
４２ｈ 羽根側傘歯車
４３ 伝導軸
４３ａ 伝導軸側下部傘歯車
４４ 連結筒
４５ 固定リブ
５ 開閉扉
５１ 吐出管
５２ ヒンジ構造
６ 上部ギャーボックス
６１ 歯車機構
６１ａ 伝導軸側上部傘歯車
６１ｂ 電動機側傘歯車
６２ 開閉蓋
７ 電動機
７１ 回転軸
７２ 電動機冷却装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゲートの上流側水路の水を下流側水路に強制排出するポンプがゲートに取り付けられた技術の改良に係り、特に、ゲートに取り付けられるポンプに対してこれの駆動用電動機の配置を工夫してゲートヘの取り付け、保守管理を容易にし小型化を図るゲート設備に取り付けるポンプ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の排水機場では洪水を排出するポンプ設備と排水路の閉塞開放を行うゲート設備が併設されており設備が大掛かりとなり建設費用が嵩む。よって建設費用削減の為にゲート設備にポンプ設備を取り付け施設の集約を計り建設費用の削減が提案されている。ゲートに設置するポンプの構造は小型化を進める上で有利となる軸流ポンプが多く採用されている。
【特許文献１】特開２００４−１００２５９
【特許文献２】特開２００４−９２１４６
【特許文献３】特開２００４−３６５５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ゲートに取り付けるポンプ構造によってはポンプの保守点検が困難になったり、ポンプ固定のためにゲート側を特別な構造にする必要がある。また、前記の例えば特開２００４−１００２５９、特開２００４−９２１４６、特開２００４−３６５５９などの従来の型式では羽根駆動用の電動機は専用に開発された物でメーカ毎の互換性は無くなり高価になっている。さらに、電動機のメンテナンスに際してはポンプ設備全体をゲート設備から取り外し実行することが必要になる。
【０００４】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、ゲートに取り付けられるポンプに対してこれの駆動用電動機の配置を工夫してゲートヘの取り付け、保守管理を容易にし小型化を図ることのできるゲート設備に取り付けるポンプ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の目的を達成するために、この発明は、水路を開閉する昇降式のゲートの上流側水路に臨む側に、上流側水路の水を下流側水路に強制排水するポンプを取り付け、ポンプの吐出口側に連通し下流側水路からの逆流を防ぎ且つポンプの駆動による強制排水時には下流側水路に向けて開き上流側水路の水を下流側水路に排水させる開閉扉をゲートの内部側に下流側水路に向けて取り付け、上記ポンプに駆動力を伝達する垂直軸回り回転する伝導軸の上部をポンプ真上上方に延設し、伝導軸の延設された上部を防水性の内部に収容する上部ギャーボックスをポンプ真上に取り付け、上部ギャーボックスの内部に延設された回転軸が水平軸回りに回転する電動機を上部ギャーボックスの側部の所望箇所に交換自在に取り付けると共に、垂直軸回りに回転するポンプの伝導軸と水平軸回りに回転する電動機の回転軸とを上部ギャーボックスの内部に収容された直角に噛み合う歯車機構を介して連動連結する手段よりなるものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上の記載より明らかなように、この発明に係るゲート設備に取り付けるポンプ構造によれば、次のような極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
（１）ポンプの羽根部と電動機また伝達経路の点検整備が個別に出来る。
（２）ゲート設備への取り付けが容易に出来る。また既存ゲートヘの設置も少ない改造で可能となる。
（３）上部ギャーボックスを介し電動機を取り付けることで電動機の取り付け方向が現地条件に合わせ選択できる。
（４）インペラハブに電動機を配置しないため流路の断面変化を最小限に抑えることができ運転効率の向上が期待できる。
（５）電動機軸をゲート床盤に対し水平にするので電動機の冷却に必要な喫水深を電動機縦軸配置の型式より低く抑えることが出来る。
（６）請求項２によれば、上部ギャーボックスの側部の正面、左側面又は右側面の何れかに電動機を取り付けることができるので、設計、製作や現場設置工事での自由度を高めることができる。しかも、上部ギャーボックスの上面に電動機を下向きに取り付ける場合に比べて上部ギャーボックスの内部の歯車機構の目視点検も容易となる。
（７）請求項３によれば、ゲート設備へのポンプ設備の取り付けが容易となり、点検のためのポンプ設備の取り外しも容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に記載の発明を実施するための最良の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
ここで、図１はポンプ付ゲートの側断面図、図２は図１の正面図、図３は図１の背面図、図４はポンプ構造の断面図、図５は別の小型のポンプ付ゲートの側断面図、図６は別の２基ポンプを備えたポンプ付ゲートの正面図、図７は電動機の取り付け方向が異なるポンプ構造の正面図、図８はポンプを取り付けてないときのゲートの側断面図、図９は図８の正面図、図１０は図８の背面図である。
【０００８】
図において、ポンプ付ゲート１は、ゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排出するポンプ４がゲート１１に取り付けられた構造からなり、水路２にその横断方向に水路２を遮断するようにして設置されている。ポンプ付ゲート１は扉体としてのゲート１１が昇降することにより、水路２を開閉する構造になっている。ポンプ付ゲート１は、自然排水時にはゲート１１を上昇させて排水し、強制排水時にはゲート１１を閉じた状態でゲート１１に取り付けられたポンプ４を利用して、ゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排水する構造になっている。
【０００９】
ゲート１１は、四角形で板状のスキンプレート１１ａ、スキンプレート１１ａの上流側水路２ａの臨む側の表面に取り付けられた上枠補強桁１１ｂ、左右の側枠補強桁１１ｃ、下枠補強桁１１ｄ、縦補強桁１１ｅ、横補強桁１１ｆなどから構成されている。
【００１０】
上枠補強桁１１ｂはスキンプレート１１ａの上辺側に取り付けられ、左右の側枠補強桁１１ｃはスキンプレート１１ａの左右側端側に取り付けられ、下枠補強桁１１ｄはスキンプレート１１ａの下辺側に取り付けられ、縦補強桁１１ｅは左右の側枠補強桁１１ｃの間に取り付けられ、横補強桁１１ｆは上枠補強桁１１ｂと下枠補強桁１１ｄとの間に取り付けられている。
【００１１】
縦補強桁１１ｅ及び横補強桁１１ｆの取り付け個数や配置間隔はゲート１１の大きさによって異なり、スキンプレート１１ａが大きくなるに従いこれらの取り付け個数は増える。ゲート１１のスキンプレート１１ａはこれらの補強桁によって補強されて剛性が高められている。
【００１２】
ポンプ付ゲート１が設置された水路２の左右両側面には門柱３が上方に向けて延設されており、左右の門柱３には、上下方向にゲート１１の左右側端を昇降摺動案内する図示しないガイド溝がそれぞれ形成されていて、ゲート１１はこのガイド溝に沿って昇降する構造になっている。ゲート１１の左右側端の側枠補強桁１１ｃにはガイド溝との摺動抵抗を少なくするローラー１２が上下にそれぞれ設けられていて、ゲート１１が昇降する場合にガイド溝に沿ってスムーズに昇降できるようになっている。
【００１３】
ゲート１１の上端の上枠補強桁１１ｂには、ゲート１１を昇降させるための図示しない例えばワイヤーロープの下端側が連結される連結具１３が取り付けられている。連結具１３はゲート１１の大きさによって、例えばゲート１１の上端中央に１基取り付けられたり、上端の左右両側に２基取り付けられたりする。連結具１３に下端側が連結された図示しない例えばワイヤーロープの上端側は門柱３の上部側に設けられた図示しない巻取りドラムに巻き取られていて、図示しない駆動モーターにより巻取りドラムを正逆回転させてワイヤーロープを巻き上げたり巻き下げたりして、ワイヤーロープの下端側が連結されたゲート１１を昇降させる構造になっている。
【００１４】
水路２の上流側水路２ａに臨む側のゲート１１の下部の表面には、上流側水路２ａに向けて突出した状態でポンプ４が垂直なゲート１１に対して略水平に取り付けられている。ポンプ４はゲート１１が閉じられた状態でゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに向けて強制排水する機能を果たす。ポンプ４はゲート１１の大きさによって、ゲート１１の下部中央に例えば１基取り付けられたり、下部の左右両側に例えば２基取り付けられたりする。ポンプ４には例えば軸流ポンプが使用される。
【００１５】
例えば軸流ポンプからなるポンプ４は、水が通過する導水管４１、導水管４１の内部中央に取り付けられたインペラハブ４２、インペラハブ４２に電動機７の駆動力を歯車機構６１を介して伝達する伝導軸４３などから構成されている。
【００１６】
導水管４１は、内部が円筒形に形成され、上流側水路２ａに臨む先端側の流入口４１ａがラッパ状に形成され、又ラッパ状の流入口４１ａは前方に向けて少し斜め下向きに開口している。また、ポンプ４の導水管４１はその流入口４１ａがゲート全閉状態で水路の底部近くの高さになるようにゲート１１に取り付けられている。
【００１７】
導水管４１の後端となる吐出口４１ｂの周縁側は板状のポンプ取付板１４に形成された孔１４ａに溶接などによって一体的に取り付けられている。ポンプ４の導水管４１はポンプ取付板１４を介してゲート１１の表面に取り付けられている。ポンプ取付板１４は導水管４１と接する内部には導水管４１の吐出口４１ｂが挿入接続される例えば円形の孔１４ａが形成されている。
【００１８】
導水管４１はその軸芯方向がポンプ取付板１４に対して直角になっていて、導水管４１に対して直角なポンプ取付板１４がゲート１１の表面に取り付けられることにより、導水管４１はその軸芯方向が垂直なゲート１１の表面に対して略水平状に取り付けられる。
【００１９】
ポンプ４の導水管４１の吐出口４１ｂ側が一体的に取り付けられたポンプ取付板１４は、ゲート１１のスキンプレート１１ａを補強する下枠補強桁１１ｄ、縦補強桁１１ｅ及び横補強桁１１ｆに例えばボルトナットなどにより取り付けられている。即ち、ポンプ取付板１４の上辺は横補強桁１１ｆに取り付けられ、ポンプ取付板１４の左右側辺は左右の縦補強桁１１ｅに取り付けられ、ポンプ取付板１４の下辺は下枠補強桁１１ｄにそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
ポンプ取付板１４はその周縁側となる上辺、左右側辺及び下辺がこれらの補強桁１１ｄ、１１ｅ、１１ｆと水密状態で取り付けられて水密構造になっており、上流側水路２ａの水がポンプ取付板１４の周縁側となる上辺、左右側辺又は下辺から下流側水路２ｂに漏れ出るのが確実に防がれている。防水が図られたポンプ取付板１４の取り付け位置に対応する箇所のスキンプレート１１ａは切り欠かれて開口部１１ｇが形成されている。開口部１１ｇは下流側水路２ｂに臨んでいて連通している。
【００２１】
このように、上流側水路２ａと下流側水路２ｂとは、ゲート１１のスキンプレート１１ａ、ポンプ取付板１４、ポンプ取付板１４の上辺が取り付けられる横補強桁１１ｆ、ポンプ取付板１４の左右側辺が取り付けられる左右の縦補強桁１１ｅ、及びポンプ取付板１４の下辺が取り付けられる下枠補強桁１１ｄによって遮断されている。
【００２２】
ポンプ４の導水管４１の後端となる吐出口４１ｂ側には開閉扉５が取り付けられている。開閉扉５には例えばフラップゲートが使用されている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５は、ポンプ４が表面に取り付けられたポンプ取付板１４の裏面側に背中合わせに取り付けられた開閉扉取付板１５側に、下流側水路２ｂに向けて取り付けられている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５はスキンプレート１１ａに形成された開口部１１ｇを通じて下流側水路２ｂに臨んでいる。また、開閉扉取付板１５は例えばボルトナットによりポンプ取付板１４の裏面側に背中合わせに取り付けられる。
【００２３】
開閉扉取付板１５には例えば円形の孔１５ａが形成され、この孔１５ａには導水管４１の後端側の吐出口４１ｂと同一内径の吐出管５１の一端が挿入され溶接などにより一体的に取り付けられている。開閉扉５は、吐出管５１の下流側水路２ｂに向けて臨んでいる他端側表面に開閉自在に取り付けられている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５は、その上端部が下流側水路２ｂに臨む開閉扉取付板１５の上部にヒンジ構造５２で連結されている。
【００２４】
例えばフラップゲートからなる開閉扉５は、上端のヒンジ構造５２を回転中心として、ゲート１１の下流側水路２ｂに向けて開き、ゲート１１の上流側水路２ａに向けて閉じる、所謂逆止弁の構造になっている。開閉扉５は、下流側水路２ｂの水圧が高い場合には閉じて下流側水路２ｂからの逆流を防ぎ、ポンプ４の駆動による強制排水時には、ポンプ４からの吐出排水の水圧によって開いてゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに排水できるようになっている。
【００２５】
開閉扉取付板１５に取り付けられた吐出管５１及び閉じた状態の開閉扉５は、ゲート１１の内部側つまりゲート１１の厚み側となるポンプ取付板１４とスキンプレート１１ａとの間内に収容されている。ゲート１１の内部側に取り付けられた吐出管５１及び閉じた状態の開閉扉５は上下に昇降するゲート１１の厚み内に収まっていて、ゲート１１が昇降する際に吐出管５１及び開閉扉５が昇降の妨げとなることはない。
【００２６】
導水管４１の内部中央に取り付けられたインペラハブ４２は、上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制的に排出する機能を果たすもので、回転する複数の羽根４２ａ、内部に配置された羽根駆動軸４２ｄ、ギャーボックス４２ｇなどから構成される。
【００２７】
インペラハブ４２は、導水管４１の内部中央に上方から連結筒４４によって吊り下げた状態で取り付けられ、又左右斜め下方に向けてそれぞれ取り付けられた左右の固定リブ４５に支持されている。連結筒４４は上下方向に垂直に取り付けられている。連結筒４４の内部は空洞になっていて、この空洞内には伝導軸４３が上下方向に配置されている。連結筒４４の上部は導水管４１を貫通して上部ギャーボックス６内に接続して保持されている。また、連結筒４４の下部はインペラハブ４２のギャーボックス４２ｇ内に接続している。連結筒４４はインペラハブ４２を導水管４１の内部中央に吊り下げて保持する機能を果たすと共にその内部に伝導軸４３を挿通させて防止を図る機能を有する。
【００２８】
インペラハブ４２は先端側及び後端側が弾頭状の形状に形成され、その中間が円筒形状に形成されて、導水管４１内を通過する水の抵抗を小さくしている。又回転する複数の羽根４２ａは、先端ケース４２ｂの直ぐ後方の外周側に回転自在に配置された回転円筒体４２ｃの外周表面に等間隔で配置されている。回転円筒体４２ｃはインペラハブ４２の内部に水平状に配置された羽根駆動軸４２ｄの側周面に複数の連結板によって連動連結されていて、羽根駆動軸４２ｄが軸回りに回転すると回転円筒体４２ｃも回転して羽根４２ａを回転させる構造になっている。
【００２９】
インペラハブ４２の内部の中心部には、このインペラハブ４２の軸芯方向に上記羽根駆動軸４２ｄが軸回りに回転自在に軸支されている。羽根駆動軸４２ｄの先端は共に回転する先端ケース４２ｂに固定され、羽根駆動軸４２ｄの他端側はインペラハブ４２の内部のギャーボックス４２ｇの内部を貫通して軸支されている。
【００３０】
羽根駆動軸４２ｄはギャーボックス４２ｇに貫通する直前部分でその周囲がシール装置４２ｅによりシールされている。また、シール装置４２ｅによりシールされている箇所のシール漏れによる水の侵入の有無を検知する浸水検知装置４２ｆが取り付けられている。保守点検時にこの浸水検知装置４２ｆによりシール漏れの有無が検査される。
【００３１】
ギャーボックス４２ｇはインペラハブ４２の内部の後半部分に設けられている。ギャーボックス４２ｇの内部に貫通する羽根駆動軸４２ｄには羽根側傘歯車４２ｈが取り付けられている。羽根側傘歯車４２ｈは水平軸回りに回転する。羽根側傘歯車４２ｈにはこれと直角な垂直軸回りに回転する伝導軸側下部傘歯車４３ａが噛み合っている。伝導軸側下部傘歯車４３ａは伝導軸４３の下部に取り付けられている。
【００３２】
伝導軸４３は連結筒４４の内部を挿通してインペラハブ４２のギャーボックス４２ｇ及び導水管４１を貫通し上方に垂直に延びて設けられている。伝導軸４３は連結筒４４によって防止が図られている。伝導軸４３の上部側は上部ギャーボックス６の内部に貫通している。上部ギャーボックス６の内部に位置する伝導軸４３の上部には歯車機構６１の一部を構成する伝導軸側上部傘歯車６１ａが取り付けられている。伝導軸側上部傘歯車６１ａは伝導軸側下部傘歯車４３ａと同一軸芯で垂直軸回りに回転する。
【００３３】
上部ギャーボックス６はポンプ４の導水管４１の真上位置に設置されている。
上部ギャーボックス６には電動機７の駆動力をポンプ４の伝導軸４３に伝達する前記の歯車機構６１がその内部に収納されている。上部ギャーボックス６は箱形からなり、上部ギャーボックス６の底面側は導水管４１の上面側に接置して設けられている。背面側は前記ポンプ取付板１４の一部によって構成されている。
【００３４】
上部ギャーボックス６は箱形からなり、その側部の例えば正面、左側面又は右側面の三方向の何れかの所望箇所に電動機７が取り付けられる構造になっている。図面では上部ギャーボックス６の正面に電動機７が取り付けられている。このように、上部ギャーボックス６の側部の例えば正面、左側面又は右側面の何れかに電動機７を取り付けることができるので、設計、製作や現場設置工事での自由度を高めることができる。
【００３５】
上部ギャーボックス６の内部の歯車機構６１は、上部ギャーボックス６の正面、左側面又は右側面の三側面方向の何れの方向からも電動機７が取り付けられるように、内部に位置する伝導軸４３の上部には垂直軸回りに回転する前記の伝導軸側上部傘歯車６１ａと、電動機７の水平軸回りに回転する回転軸７１に取り付けられた電動機側傘歯車６１ｂとから構成される。伝導軸側上部傘歯車６１ａは垂直軸回りに回転し、電動機側傘歯車６１ｂはこれに直角な水平軸回りに回転する。この直角に噛み合う伝導軸側上部傘歯車６１ａと電動機側傘歯車６１ｂにより歯車機構６１は構成されている。
【００３６】
上部ギャーボックス６の内部には直角に噛み合う歯車機構６１が配置されているため、垂直軸回りに回転するポンプ４の伝導軸４３に対して、これに直角な水平な三方向から水平軸回りに回転する電動機７を上部ギャーボックス６の正面、左側面又は右側面の三方向の何れかに取り付けることが可能となる。
【００３７】
上部ギャーボックス６はその内部が防水構造になっていて、内部の歯車機構６１を構成する伝導軸側上部傘歯車６１ａや電動機側傘歯車６１ｂなどが浸水によって故障するのが防がれている。上部ギャーボックス６の上面には内部を外部から目視保守点検できるように開閉蓋６２が取り付けられている。
【００３８】
電動機７は上部ギャーボックス６の内部の歯車機構６１を介してポンプ４の羽根４２ａを駆動させるものであり、前記したように電動機７はその回転軸７１が水平状態で上部ギャーボックス６の例えば正面に取り付けられている。電動機７にはこれを冷却する電動機冷却装置７２が設けられていて、この電動機冷却装置７２によって電動機７が加熱するのを防いでいる。
【００３９】
電動機７はポンプ４とは一体的に直結されてなく、ポンプ４に対して上部ギャーボックス６内の直角に噛み合う歯車機構６１を介して連動連結していて、前記したように上部ギャーボックス６の正面、左右側面の三側面方向に対して取り付け及び取り外し自在になっている。このように、ポンプ４に対して電動機７のみを任意に交換することができ、ポンプ４に対して電動機７の互換性があり、電動機７のコスト低下を図ることができる。
【００４０】
次に、上記発明を実施するための最良の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
ゲート１１を閉じた状態で上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排水する場合には、ポンプ４の電動機７を駆動させる。電動機７が駆動すると、電動機７の回転軸７１は水平軸回りに回転する。
【００４１】
回転する回転軸７１の先端側には上部ギャーボックス６の内部に配置された歯車機構６１を構成する電動機側傘歯車６１ｂが取り付けられており、この電動機側傘歯車６１ｂは水平軸回りに回転する。この水平軸回りに回転する電動機側傘歯車６１ｂは歯車機構６１を構成する垂直軸回りに回転する伝導軸側上部傘歯車６１ａと噛み合っている。伝導軸側上部傘歯車６１ａは垂直軸回りに回転する伝導軸４３の上部に取り付けられており、このため、電動機７の水平軸回りの回転力は、歯車機構６１を介して垂直軸回りの回転力になって伝導軸４３に伝達される。
【００４２】
垂直軸回りに回転する伝導軸４３の下部にはインペラハブ４２に内装された伝導軸側下部傘歯車４３ａが取り付けられており、伝導軸側下部傘歯車４３ａは垂直軸回りに回転する。この垂直軸回りに回転する伝導軸側下部傘歯車４３ａにはインペラハブ４２の内部の水平軸回りに回転する羽根側傘歯車４２ｈが直角に噛み合っている。
【００４３】
羽根側傘歯車４２ｈは水平軸回りに回転する羽根駆動軸４２ｄの後端側に取り付けられており、羽根駆動軸４２ｄの先端側には取付板を介してその外周側に羽根４２ａの回転円筒体４２ｃが取り付けられている。回転円筒体４２ｃには複数の羽根４２ａが取り付けられており、羽根駆動軸４２ｄが回転すると先端ケース４２ｂ、回転円筒体４２ｃ及びその複数の羽根４２ａもその回転に連動して回転する。
【００４４】
このようにして、電動機７の駆動力は、上部ギャーボックス６の内部の歯車機構６１により、伝導軸４３を通じてインペラハブ４２の内部の伝導軸側下部傘歯車４３ａから羽根側傘歯車４２ｈに伝わり、羽根駆動軸４２ｄ、複数の羽根４２ａを回転させて、導水管４１内の水を下流側水路２ｂに向けて排出する。
【００４５】
ポンプ４の導水管４１の内部に配置した複数の羽根４２ａが回転すると、導水管４１の内部には上流側水路２ａから下流側水路２ｂに向けて流れが発生する。上流側水路２ａの水は導水管４１の流入口４１ａから吸い込まれ、回転する羽根４２ａによって導水管４１の吐出口４１ｂに向けて送り出される。
【００４６】
吐出口４１ｂ側には逆止弁の機能を果たす例えばフラップゲートからなる開閉扉５が取り付けられている。例えばフラップゲートからなる開閉扉５は自重及び下流側水路２ｂの水圧によって吐出口４１ｂ側を閉じているが、インペラハブ４２の駆動によって生じる流速による水圧によって開閉扉５を下流側水路２ｂに向けて開かせて、上流側水路２ａの水をこのポンプ４を通じて下流側水路２ｂに強制排水させることができる。
【００４７】
また、ゲート１１を開いて上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに自然排水させる場合、開閉扉５はポンプ取付板１４とスキンプレート１１ａとの間にあってゲート１１の内部側にあるため、ゲート１１を昇降させる際に開閉扉５がこれの妨げとなることはない。
【００４８】
なお、この発明は上記発明を実施するための最良の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。例えば上記の最良の形態においては、開閉扉５としてフラップゲートの場合で説明したがこれに限定されるものではなく、フラップゲートに代えて例えば電動の仕切弁・バタフライバルブ、マイターゲート（観音扉）などでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明を実施するための最良の形態を示すポンプ付ゲートの側断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の背面図である。
【図４】この発明を実施するための最良の形態を示すポンプ構造の断面図である。
【図５】この発明を実施するための最良の形態を示す別の小型のポンプ付ゲートの側断面図である。
【図６】この発明を実施するための最良の形態を示す別の２基ポンプを備えたポンプ付ゲートの正面図である。
【図７】この発明を実施するための最良の形態を示す電動機の取り付け方向が異なるポンプ構造の正面図である。
【図８】この発明を実施するための最良の形態を示すポンプを取り付けてないときのゲートの側断面図である。
【図９】図８の正面図である。
【図１０】図８の背面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ ポンプ付ゲート
１１ ゲート
１１ａ スキンプレート
１１ｂ 上枠補強桁
１１ｃ 側枠補強桁
１１ｄ 下枠補強桁
１１ｅ 縦補強桁
１１ｆ 横補強桁
１１ｇ 開口部
１２ ローラー
１３ 連結具
１４ ポンプ取付板
１４ａ 孔
１５ 開閉扉取付板
１５ａ 孔
２ 水路
２ａ 上流側水路
２ｂ 下流側水路
３ 門柱
４ ポンプ
４１ 導水管
４１ａ 流入口
４１ｂ 吐出口
４２ インペラハブ
４２ａ 羽根
４２ｂ 先端ケース
４２ｃ 回転円筒体
４２ｄ 羽根駆動軸
４２ｅ シール装置
４２ｆ 浸水検知装置
４２ｇ ギャーボックス
４２ｈ 羽根側傘歯車
４３ 伝導軸
４３ａ 伝導軸側下部傘歯車
４４ 連結筒
４５ 固定リブ
５ 開閉扉
５１ 吐出管
５２ ヒンジ構造
６ 上部ギャーボックス
６１ 歯車機構
６１ａ 伝導軸側上部傘歯車
６１ｂ 電動機側傘歯車
６２ 開閉蓋
７ 電動機
７１ 回転軸
７２ 電動機冷却装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を開閉する昇降式のゲートの上流側水路に臨む側に、上流側水路の水を下流側水路に強制排水するポンプを取り付け、ポンプの吐出口側に連通し下流側水路からの逆流を防ぎ且つポンプの駆動による強制排水時には下流側水路に向けて開き上流側水路の水を下流側水路に排水させる開閉扉をゲートの内部側に下流側水路に向けて取り付け、上記ポンプに駆動力を伝達する垂直軸回り回転する伝導軸の上部をポンプ真上上方に延設し、伝導軸の延設された上部を防水性の内部に収容する上部ギャーボックスをポンプ真上に取り付け、上部ギャーボックスの内部に延設された回転軸が水平軸回りに回転する電動機を上部ギャーボックスの側部の所望箇所に交換自在に取り付けると共に、垂直軸回りに回転するポンプの伝導軸と水平軸回りに回転する電動機の回転軸とを上部ギャーボックスの内部に収容された直角に噛み合う歯車機構を介して連動連結することを特徴とするゲート設備に取り付けるポンプ構造。
【請求項２】
上部ギャーボックスは箱形からなり、その側部の正面、左側面又は右側面の三方向の何れかの所望箇所に電動機が取り付けられる請求項１記載のゲート設備に取り付けるポンプ構造。
【請求項３】
ポンプの吐出口側が一体的に取り付けられたポンプ取付板を介してポンプをゲートに取り付けた請求項１記載のゲート設備に取り付けるポンプ構造。
【請求項１】
水路を開閉する昇降式のゲートの上流側水路に臨む側に、上流側水路の水を下流側水路に強制排水するポンプを取り付け、ポンプの吐出口側に連通し下流側水路からの逆流を防ぎ且つポンプの駆動による強制排水時には下流側水路に向けて開き上流側水路の水を下流側水路に排水させる開閉扉をゲートの内部側に下流側水路に向けて取り付け、上記ポンプに駆動力を伝達する垂直軸回り回転する伝導軸の上部をポンプ真上上方に延設し、伝導軸の延設された上部を防水性の内部に収容する上部ギャーボックスをポンプ真上に取り付け、上部ギャーボックスの内部に延設された回転軸が水平軸回りに回転する電動機を上部ギャーボックスの側部の所望箇所に交換自在に取り付けると共に、垂直軸回りに回転するポンプの伝導軸と水平軸回りに回転する電動機の回転軸とを上部ギャーボックスの内部に収容された直角に噛み合う歯車機構を介して連動連結することを特徴とするゲート設備に取り付けるポンプ構造。
【請求項２】
上部ギャーボックスは箱形からなり、その側部の正面、左側面又は右側面の三方向の何れかの所望箇所に電動機が取り付けられる請求項１記載のゲート設備に取り付けるポンプ構造。
【請求項３】
ポンプの吐出口側が一体的に取り付けられたポンプ取付板を介してポンプをゲートに取り付けた請求項１記載のゲート設備に取り付けるポンプ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１５２９７８（Ｐ２００６−１５２９７８Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４８２９２（Ｐ２００４−３４８２９２）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００１９６４７３）西田鉄工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００１９６４７３）西田鉄工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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