液圧駆動ポンプ付ゲート
【課題】 ポンプの駆動源として液圧モーターを使用することで、水没して使用するポンプの駆動部分の水密を行うシール装置、漏水検出器などを不要にでき、ゲート取り付け型ポンプ設備の小型化、軽量化、メンテナンス性の向上を図ることができる液圧駆動ポンプ付ゲートを提供することにある。
【解決手段】 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３が昇降式のゲート１１に取り付けられたポンプ付ゲートのポンプ３において、ポンプ３の内部に液圧モータ４を配置すると共に液圧モータ４の回転駆動軸４ａをポンプ３の回転羽根３２ａの羽根駆動軸３２ｄに連結し、液圧モータ４に作動液体を供給する駆動部４３を陸上に配置し、ポンプ内の液圧モータ４と陸上の駆動部３との間に少なくとも一部が可撓性の液体供給通路４１及び液体回収通路４２を配設した。
【解決手段】 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３が昇降式のゲート１１に取り付けられたポンプ付ゲートのポンプ３において、ポンプ３の内部に液圧モータ４を配置すると共に液圧モータ４の回転駆動軸４ａをポンプ３の回転羽根３２ａの羽根駆動軸３２ｄに連結し、液圧モータ４に作動液体を供給する駆動部４３を陸上に配置し、ポンプ内の液圧モータ４と陸上の駆動部３との間に少なくとも一部が可撓性の液体供給通路４１及び液体回収通路４２を配設した。
【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昇降式のゲートに取り付けられたポンプ付ゲートに係り、特に、ポンプの駆動源として液圧モーターを使用することで、シール装置、漏水検出器などを不要にでき、ゲート取り付け型ポンプ設備の小型化、軽量化、メンテナンス性の向上を図る液圧駆動ポンプ付ゲートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のポンプ付ゲートにおいては、ポンプの羽根装置を回転させるのに電動機を使用している。ポンプは水没状態で使用されるために、ポンプの羽根装置を回転させる電動機も一般に水没状態で使用されることになる。
【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、電動機の水没状態での使用の場合には次のような装置や機構が必要となる。
（１）電動機出力軸から内部への浸水を防ぐ高価なシール装置が必要となる。
（２）ポンプ形状に合わせた水中仕様の電動機となり高価となる。また、重量が非常に重くポンプ設備の５０％程度を占める。
（３）電動機を水没するポンプ内に配置しない場合、つまりポンプの外部に配置された電動機から歯車機構を介してポンプの羽根装置へ回転を伝えようとする場合は、当然にギャーボックス、歯車、軸受け、伝導軸、潤滑油が必要となり、又これらを保護するためのシール装置が必要となる。
（４）機器間への浸水を検出する浸水検出装置が必要となる。
（５）電動機容量が大きくなると特別な始動（例えば、リアクトル、スターデルタ、高周波等）方法が必要となる。
【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、ポンプの駆動源として液圧モーターを使用することで、水没して使用するポンプの駆動部分の水密を行うシール装置、漏水検出器などを不要にでき、ゲート取り付け型ポンプ設備の小型化、軽量化、メンテナンス性の向上を図ることができる液圧駆動ポンプ付ゲート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、請求項１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昇降式のゲートに取り付けられたポンプ付ゲートのポンプにおいて、ポンプの内部に液圧モータを配置すると共に液圧モータの回転駆動軸をポンプの回転羽根の羽根駆動軸に連結し、液圧モータに作動液体を供給する駆動部を陸上に配置し、ポンプ内の液圧モータと陸上の駆動部との間に少なくとも一部が可撓性の液体供給通路及び液体回収通路を配設した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、この発明に係る液圧駆動ポンプ付ゲートによれば、ポンプ本体内には密閉構造の液圧モータだけの配置となるため、従来のように駆動伝達経路の水密性を維持・監視するための機器が不要でシンプルな構造にすることができる。これにより、メンテナンスの頻度を低減できる。また、ポンプの重量も大きく軽減することができる。液圧モータの作動流体にエネルギーを与える駆動部を陸上に配置できるので駆動源の電動機には汎用品が使用できメンテナンス性に優れている。水没水深や排水量に見合った羽根回転数の調整が例えば流量調整弁で簡単にでき、また始動時に羽根回転数を徐々に上げ起動時の負荷を低減することもできる。さらに、液圧モータの作動液体に例えば生分解性油などを使用すれば環境性に優れたものとなる。
【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は液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図、図２は他例の液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図、図３は液圧駆動ポンプ付ゲートの液圧回路の概略図である。
【０００８】
図において、液圧駆動ポンプ付ゲート１は、ゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排出するもので、ポンプ３がゲート１１に取り付けられた構造からなり、水路２に対して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。液圧駆動ポンプ付ゲート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。
【０００９】
液圧駆動ポンプ付ゲート１は、自然排水時にはゲート１１を上昇させて排水、またはゲート１１を全閉のままでポンプ３の内部を通水させて排水させる。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３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。
【００１０】
ゲート１１は、四角形で板状のスキンプレート、スキンプレートの上流側水路２ａの臨む側の表面に取り付けられた縦横の補強桁などから構成されている。ゲート１１のスキンプレート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。
【００１１】
液圧駆動ポンプ付ゲート１が設置された水路２の左右両側面には、昇降する液圧駆動ポンプ付ゲート１の左右側端を昇降摺動案内する図示しないガイド溝が上下方向にそれぞれ形成されている。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の左右側端にはガイド溝との摺動抵抗を少なくする図示しないローラーが上下にそれぞれ設けられていて、ゲート１１が昇降する場合にスムーズに昇降できるようになっている。
【００１２】
液圧駆動ポンプ付ゲート１は、図示しないゲート昇降機構によって昇降する構造になっている。ゲート昇降機構には、例えば、ワイヤロープとシリンダとの組合せ、ラック桁とピニオンとの組合せ、ワイヤロープと巻き取りドラムとの組合せなど、各種の機構がある。
【００１３】
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３がゲート１１に取り付けられている。ポンプ３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３には例えば軸流ポンプが使用される。
【００１４】
例えば軸流ポンプからなるポンプ３は、水が通過する導水管３１、導水管３１の内部中央に取り付けられたインペラハブ３２、インペラハブ３２の内部に配置された液圧モータ４などから構成されている。
【００１５】
導水管３１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３１ａがラッパ状に形成され、ラッパ状の流入口３１ａは前方に向けて例えば垂直に開口している。
【００１６】
導水管３１の内部中央に取り付けられたインペラハブ３２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、回転する複数の回転羽根３２ａ、内部に配置された液圧モータ４、前部カバー３２ｂ、後部カバー３２ｅなどから構成される。
【００１７】
インペラハブ３２は、図１に図示するように導水管３１の内部の前後に複数枚配置されている前部固定リブ３４及び後部固定リブ３５に支持され、或いは図２に図示するように導水管３１の内部の中央に複数枚配置されている固定リブ３６に支持されている。導水管３１には配管筒３３が上下方向に垂直に取り付けられている。配管筒３３の内部は空洞になっていて、この空洞内には液圧モータ４の液体供給通路４１及び液体回収通路４２が上下方向に配設されている。配管筒３３の上部は導水管３１を貫通して導水管３１の上方に突出している。配管筒３３の下部はインペラハブ３２に接続している。配管筒３３は省略されることもあり、この場合には液体供給通路４１及び液体回収通路４２は剥き出しの状態でインペラハブ３２に取り付けられる。
【００１８】
配管筒３３は例えば図１に図示するように導水管３１の流入口３１ａの前部に取り付けられたり、或いは図２に図示するように、導水管３１の後部側に取り付けられたりする。配管筒３３が導水管３１の流入口３１ａの前部に取り付けられる場合にはインペラハブ３２の前部側の前部カバー３２ｂは流入口３１ａより少し前方に突出した状態で導水管３１の内部に取り付けられる。
【００１９】
インペラハブ３２は前部側の前部カバー３２ｂ及び後部側の後部カバー３２ｅがそれぞれ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３１内を通過する水の抵抗を小さくしている。インペラハブ３２の中間には複数の回転羽根３２ａが回転自在に取り付けられている。
【００２０】
図１に図示するように配管筒３３が流入口３１ａの前部側の前部カバー３２ｂに取り付けられたものにあっては、複数の回転羽根３２ａはインペラハブ３２を支持する前部固定リブ３４と後部カバー３２ｅとの間の外周側に回転自在に配置された回転円筒体３２ｃの外周表面に等間隔で配置されている。前部カバー３２ｂは複数の前部固定リブ３４で導水管３１の内部に固定され、後部カバー３２ｅは複数の後部固定リブ３５で導水管３１の内部に固定され、前部カバー３２ｂ及び後部カバー３２ｅは共に回転しない。
【００２１】
これに対して、図２に図示するように配管筒３３が導水管３１の後部側に取り付けられたものにあっては、インペラハブ３２を支持する固定リブ３６の前方側の前部カバー３２ｂと回転円筒体３２ｃは、例えばボルトを使用し一体化される。複数の回転羽根３２ａは回転自在に配置された回転円筒体３２ｃの外周表面に等間隔で配置されており、このため、前部カバー３２ｂは回転羽根３２ａと共に回転する。後部カバー３２ｅはインペラハブ３２に例えばボルト止めされていて回転しない。
【００２２】
回転円筒体３２ｃはインペラハブ３２の内部に水平状に配置された羽根駆動軸３２ｄの側周面に連結板によって連動連結されていて、羽根駆動軸３２ｄが軸回りに回転すると回転円筒体３２ｃも回転して回転羽根３２ａを回転させる構造になっている。
【００２３】
上記羽根駆動軸３２ｄは、インペラハブ３２の内部の中心部に、このインペラハブ３２の軸芯方向に軸回りに回転自在に軸支されている。羽根駆動軸３２ｄは液圧モータ４の回転駆動軸４ａに連結されている。直径が大きな羽根駆動軸３２ｄはその中心部分に液圧モータ４の回転駆動軸４ａが挿入された状態で連結されている。
【００２４】
液圧モータ４は、液体供給通路４１を通じて圧送供給される液体の圧力によりその回転駆動軸４ａが回転して、回転駆動軸４ａに連結された羽根駆動軸３２ｄを駆動させて回転羽根３２ａを回転させて、上流側水路１２ａの水を下流側水路２ｂに向けて強制排水させるものである。液体には例えば、環境性に優れた生分解性油などが使用される。
【００２５】
液圧モータ４は、図１に図示すように、配管筒３３が流入口３１ａの前部に取り付けられている場合には、インペラハブ３２の前部側の内部にその回転駆動軸４ａを下流側水路１２ｂに向けて配置される。また、液圧モータ４は、図２に図示すように、配管筒３３が導水管３１の後部側に取り付けられている場合には、インペラハブ３２の中央側の内部にその回転駆動軸４ａを上流側水路１２ａに向けて配置される。
【００２６】
液圧モータ４はその内部を流れる液体が漏れないように密閉構造になっている。このため、従来のように電動機や歯車機構が内部に配置されたものにあっては、インペラハブ３２はその内部を水密構造にする必要があり、また水漏れを検出するセンサーなどを必要としたが、本願の場合には密閉構造の液圧モータ４が配置されるのでインペラハブ３２の内部を水密構造にする必要がなく、又水漏れを検出するセンサーなどを不要にでき、大幅に製造コストを下げることが可能となる。
【００２７】
インペラハブ３２の内部に配置された液圧モータ４には、該液圧モータ４を駆動させる作動液体を送り込むための液体供給通路４１及び作動後の液体を回収するための液体回収通路４２の一端がそれぞれ接続されている。これらの液体供給通路４１及び液体回収通路４２は、少なくとも一部が可撓性部材で構成されていて、ゲート１１の昇降によって液圧モータ４の位置が変動しても、その変動に十分に追従して通路４１，４２が破損して液漏れを起こすのが回避されている。
【００２８】
液体供給通路４１及び液体回収通路４２はその他端が陸上の例えば管理室内に配置された駆動部４３に接続されている。駆動部４３は液体供給通路４１を通じて液圧モータ４に作動液体を送り込む装置で、例えば動力源として電動機などが使用される。また、駆動部４３には水没水深や排水量に見合った回転羽根３２ａの回転数の調整を行う流量調整弁４３ａなどの制御機器が設けられている。
【００２９】
導水管３１の後端となる吐出口３１ｂの周縁側は板状のポンプ取付板５に形成された孔と同芯状にボルトによって一体的に取り付けられている。ポンプ３の導水管３１はポンプ取付板５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５は導水管３１と接する内部には導水管３１の吐出口３１ｂが挿入接続される例えば円形の孔が形成されている。
【００３０】
導水管３１はその軸芯方向がポンプ取付板５に対して直角になっていて、導水管３１に対して直角なポンプ取付板５がゲート１１の表面に取り付けられることにより、導水管３１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。
【００３１】
ポンプ３が取り付けられるポンプ取付板５は、上流側水路２ａに臨むゲート１１の表面の一部開口されたポンプの取り付け位置の開口孔１２にその開口周縁を覆って一体的に取り付けられる。即ち、ゲート１１に形成された正方形又は長方形の開口孔１２に対して、これよりも幅及び高さが大きい正方形又は長方形のポンプ取付板５の全周縁側が開口孔１２の全周縁側を水密状態で覆うようにして取り付けられる。つまり、開口孔１２とポンプ取付板５との隙間から水漏れが生じないようにポンプ取付板５は取り付けられる。
【００３２】
ポンプ３の導水管３１の後端側には開閉扉６が取り付けられている。開閉扉６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６は、ポンプ３が表面に取り付けられたポンプ取付板５の裏面側に背中合わせに、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６はゲート１１のスキンプレートに形成された開口孔１２を通じて下流側水路２ｂに臨んでいる。
【００３３】
開閉扉６は、ポンプ取付板５の裏面側に取り付けられた吐出管６１の下流側水路２ｂに向けて臨んでいる先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６は、その上端部が下流側水路２ｂに臨む吐出管６１の上方のポンプ取付板５の裏面側にヒンジ構造６２で連結されている。
【００３４】
例えばフラップゲートからなる開閉扉６は、上端のヒンジ構造６２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６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３の駆動による強制排水時には、ポンプ３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。
【００３５】
吐出管６１及び閉じた状態の開閉扉６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５とスキンプレート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６１及び閉じた状態の開閉扉６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６１及び開閉扉６が昇降の妨げとなることはない。
【００３６】
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３の液圧モータ４を駆動させる。液圧モータ４の駆動は陸上の例えば管理室内に配置された駆動部４３の例えば電動機を駆動させて、液体供給通路４１を通じて作動液体を液圧モータ４に向けて圧送供給する。
【００３７】
液体供給通路４１の内部を圧送されてきた作動液体は液圧モータ４の内部に流入して、液圧モータ４の回転駆動軸４ａを駆動回転させる。回転駆動軸４ａに回転すると、この回転駆動軸４ａには羽根駆動軸３２ｄが連結されていて、回転駆動軸４ａの回転に連動して羽根駆動軸３２ｄも回転する。
【００３８】
回転する羽根駆動軸３２ｄには取付板を介してその外周側に回転円筒体３２ｃが取り付けられている。回転円筒体３２ｃには複数の回転羽根３２ａが取り付けられており、羽根駆動軸３２ｄが回転するとその複数の回転羽根３２ａもその回転に連動して回転する。
【００３９】
このようにして、陸上に配置された駆動部４３からの駆動力の流体エネルギーは、液体供給通路４１の内部を圧送される作動液体により、液圧モータ４に伝わり、羽根駆動軸３２ｄ、複数の回転羽根３２ａを回転させて、導水管３１内の水を下流側水路２ｂに向けて排出する。液圧モータ４を作動させた後の液体は液体回収通路４２を流れて駆動部４３に戻り、再び、液体供給通路４１を圧送して液圧モータ４に供給されて、液圧モータ４を駆動させる。
【００４０】
ポンプ３の導水管３１の内部に配置した複数の回転羽根３２ａが回転すると、導水管３１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３１の流入口３１ａから吸い込まれ、回転する回転羽根３２ａによって導水管３１の吐出口３１ｂに向けて送り出される。
【００４１】
吐出口３１ｂ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６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６は自重及び下流側水路２ｂの水圧によって吐出口３１ｂ側を閉じているが、回転羽根３２ａの回転によって生じる流速による水圧によって開閉扉６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３を通じて下流側水路２ｂに強制排水させることができる。
【００４２】
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６はポンプ取付板５とスキンプレート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６がこれの妨げとなることはない。
【００４３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明を実施するための最良の形態を示す液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図である。
【図２】この発明を実施するための最良の形態を示す他例の液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図である。
【図３】この発明を実施するための最良の形態を示す液圧駆動ポンプ付ゲートの液圧回路の概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 液圧駆動ポンプ付ゲート
１１ ゲート
１２ 開口孔
２ 水路
２ａ 上流側水路
２ｂ 下流側水路
３ ポンプ
３１ 導水管
３１ａ 流入口
３１ｂ 吐出口
３２ インペラハブ
３２ａ 回転羽根
３２ｂ 前部カバー
３２ｃ 回転円筒体
３２ｄ 羽根駆動軸
３２ｅ 後部カバー
３３ 配管筒
３４ 前部固定リブ
３５ 後部固定リブ
３６ 固定リブ
４ 液圧モータ
４ａ 回転駆動軸
４１ 液体供給通路
４２ 液体回収通路
４３ 駆動部
４３ａ 流量調整弁
５ ポンプ取付板
６ 開閉扉
６１ 吐出管
６２ ヒンジ構造
【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昇降式のゲートに取り付けられたポンプ付ゲートに係り、特に、ポンプの駆動源として液圧モーターを使用することで、シール装置、漏水検出器などを不要にでき、ゲート取り付け型ポンプ設備の小型化、軽量化、メンテナンス性の向上を図る液圧駆動ポンプ付ゲートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のポンプ付ゲートにおいては、ポンプの羽根装置を回転させるのに電動機を使用している。ポンプは水没状態で使用されるために、ポンプの羽根装置を回転させる電動機も一般に水没状態で使用されることになる。
【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、電動機の水没状態での使用の場合には次のような装置や機構が必要となる。
（１）電動機出力軸から内部への浸水を防ぐ高価なシール装置が必要となる。
（２）ポンプ形状に合わせた水中仕様の電動機となり高価となる。また、重量が非常に重くポンプ設備の５０％程度を占める。
（３）電動機を水没するポンプ内に配置しない場合、つまりポンプの外部に配置された電動機から歯車機構を介してポンプの羽根装置へ回転を伝えようとする場合は、当然にギャーボックス、歯車、軸受け、伝導軸、潤滑油が必要となり、又これらを保護するためのシール装置が必要となる。
（４）機器間への浸水を検出する浸水検出装置が必要となる。
（５）電動機容量が大きくなると特別な始動（例えば、リアクトル、スターデルタ、高周波等）方法が必要となる。
【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、ポンプの駆動源として液圧モーターを使用することで、水没して使用するポンプの駆動部分の水密を行うシール装置、漏水検出器などを不要にでき、ゲート取り付け型ポンプ設備の小型化、軽量化、メンテナンス性の向上を図ることができる液圧駆動ポンプ付ゲート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、請求項１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昇降式のゲートに取り付けられたポンプ付ゲートのポンプにおいて、ポンプの内部に液圧モータを配置すると共に液圧モータの回転駆動軸をポンプの回転羽根の羽根駆動軸に連結し、液圧モータに作動液体を供給する駆動部を陸上に配置し、ポンプ内の液圧モータと陸上の駆動部との間に少なくとも一部が可撓性の液体供給通路及び液体回収通路を配設した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、この発明に係る液圧駆動ポンプ付ゲートによれば、ポンプ本体内には密閉構造の液圧モータだけの配置となるため、従来のように駆動伝達経路の水密性を維持・監視するための機器が不要でシンプルな構造にすることができる。これにより、メンテナンスの頻度を低減できる。また、ポンプの重量も大きく軽減することができる。液圧モータの作動流体にエネルギーを与える駆動部を陸上に配置できるので駆動源の電動機には汎用品が使用できメンテナンス性に優れている。水没水深や排水量に見合った羽根回転数の調整が例えば流量調整弁で簡単にでき、また始動時に羽根回転数を徐々に上げ起動時の負荷を低減することもできる。さらに、液圧モータの作動液体に例えば生分解性油などを使用すれば環境性に優れたものとなる。
【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は液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図、図２は他例の液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図、図３は液圧駆動ポンプ付ゲートの液圧回路の概略図である。
【０００８】
図において、液圧駆動ポンプ付ゲート１は、ゲート１１の上流側水路２ａの水を下流側水路２ｂに強制排出するもので、ポンプ３がゲート１１に取り付けられた構造からなり、水路２に対して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。液圧駆動ポンプ付ゲート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。
【０００９】
液圧駆動ポンプ付ゲート１は、自然排水時にはゲート１１を上昇させて排水、またはゲート１１を全閉のままでポンプ３の内部を通水させて排水させる。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３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。
【００１０】
ゲート１１は、四角形で板状のスキンプレート、スキンプレートの上流側水路２ａの臨む側の表面に取り付けられた縦横の補強桁などから構成されている。ゲート１１のスキンプレート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。
【００１１】
液圧駆動ポンプ付ゲート１が設置された水路２の左右両側面には、昇降する液圧駆動ポンプ付ゲート１の左右側端を昇降摺動案内する図示しないガイド溝が上下方向にそれぞれ形成されている。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の左右側端にはガイド溝との摺動抵抗を少なくする図示しないローラーが上下にそれぞれ設けられていて、ゲート１１が昇降する場合にスムーズに昇降できるようになっている。
【００１２】
液圧駆動ポンプ付ゲート１は、図示しないゲート昇降機構によって昇降する構造になっている。ゲート昇降機構には、例えば、ワイヤロープとシリンダとの組合せ、ラック桁とピニオンとの組合せ、ワイヤロープと巻き取りドラムとの組合せなど、各種の機構がある。
【００１３】
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３がゲート１１に取り付けられている。ポンプ３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３には例えば軸流ポンプが使用される。
【００１４】
例えば軸流ポンプからなるポンプ３は、水が通過する導水管３１、導水管３１の内部中央に取り付けられたインペラハブ３２、インペラハブ３２の内部に配置された液圧モータ４などから構成されている。
【００１５】
導水管３１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３１ａがラッパ状に形成され、ラッパ状の流入口３１ａは前方に向けて例えば垂直に開口している。
【００１６】
導水管３１の内部中央に取り付けられたインペラハブ３２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、回転する複数の回転羽根３２ａ、内部に配置された液圧モータ４、前部カバー３２ｂ、後部カバー３２ｅなどから構成される。
【００１７】
インペラハブ３２は、図１に図示するように導水管３１の内部の前後に複数枚配置されている前部固定リブ３４及び後部固定リブ３５に支持され、或いは図２に図示するように導水管３１の内部の中央に複数枚配置されている固定リブ３６に支持されている。導水管３１には配管筒３３が上下方向に垂直に取り付けられている。配管筒３３の内部は空洞になっていて、この空洞内には液圧モータ４の液体供給通路４１及び液体回収通路４２が上下方向に配設されている。配管筒３３の上部は導水管３１を貫通して導水管３１の上方に突出している。配管筒３３の下部はインペラハブ３２に接続している。配管筒３３は省略されることもあり、この場合には液体供給通路４１及び液体回収通路４２は剥き出しの状態でインペラハブ３２に取り付けられる。
【００１８】
配管筒３３は例えば図１に図示するように導水管３１の流入口３１ａの前部に取り付けられたり、或いは図２に図示するように、導水管３１の後部側に取り付けられたりする。配管筒３３が導水管３１の流入口３１ａの前部に取り付けられる場合にはインペラハブ３２の前部側の前部カバー３２ｂは流入口３１ａより少し前方に突出した状態で導水管３１の内部に取り付けられる。
【００１９】
インペラハブ３２は前部側の前部カバー３２ｂ及び後部側の後部カバー３２ｅがそれぞれ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３１内を通過する水の抵抗を小さくしている。インペラハブ３２の中間には複数の回転羽根３２ａが回転自在に取り付けられている。
【００２０】
図１に図示するように配管筒３３が流入口３１ａの前部側の前部カバー３２ｂに取り付けられたものにあっては、複数の回転羽根３２ａはインペラハブ３２を支持する前部固定リブ３４と後部カバー３２ｅとの間の外周側に回転自在に配置された回転円筒体３２ｃの外周表面に等間隔で配置されている。前部カバー３２ｂは複数の前部固定リブ３４で導水管３１の内部に固定され、後部カバー３２ｅは複数の後部固定リブ３５で導水管３１の内部に固定され、前部カバー３２ｂ及び後部カバー３２ｅは共に回転しない。
【００２１】
これに対して、図２に図示するように配管筒３３が導水管３１の後部側に取り付けられたものにあっては、インペラハブ３２を支持する固定リブ３６の前方側の前部カバー３２ｂと回転円筒体３２ｃは、例えばボルトを使用し一体化される。複数の回転羽根３２ａは回転自在に配置された回転円筒体３２ｃの外周表面に等間隔で配置されており、このため、前部カバー３２ｂは回転羽根３２ａと共に回転する。後部カバー３２ｅはインペラハブ３２に例えばボルト止めされていて回転しない。
【００２２】
回転円筒体３２ｃはインペラハブ３２の内部に水平状に配置された羽根駆動軸３２ｄの側周面に連結板によって連動連結されていて、羽根駆動軸３２ｄが軸回りに回転すると回転円筒体３２ｃも回転して回転羽根３２ａを回転させる構造になっている。
【００２３】
上記羽根駆動軸３２ｄは、インペラハブ３２の内部の中心部に、このインペラハブ３２の軸芯方向に軸回りに回転自在に軸支されている。羽根駆動軸３２ｄは液圧モータ４の回転駆動軸４ａに連結されている。直径が大きな羽根駆動軸３２ｄはその中心部分に液圧モータ４の回転駆動軸４ａが挿入された状態で連結されている。
【００２４】
液圧モータ４は、液体供給通路４１を通じて圧送供給される液体の圧力によりその回転駆動軸４ａが回転して、回転駆動軸４ａに連結された羽根駆動軸３２ｄを駆動させて回転羽根３２ａを回転させて、上流側水路１２ａの水を下流側水路２ｂに向けて強制排水させるものである。液体には例えば、環境性に優れた生分解性油などが使用される。
【００２５】
液圧モータ４は、図１に図示すように、配管筒３３が流入口３１ａの前部に取り付けられている場合には、インペラハブ３２の前部側の内部にその回転駆動軸４ａを下流側水路１２ｂに向けて配置される。また、液圧モータ４は、図２に図示すように、配管筒３３が導水管３１の後部側に取り付けられている場合には、インペラハブ３２の中央側の内部にその回転駆動軸４ａを上流側水路１２ａに向けて配置される。
【００２６】
液圧モータ４はその内部を流れる液体が漏れないように密閉構造になっている。このため、従来のように電動機や歯車機構が内部に配置されたものにあっては、インペラハブ３２はその内部を水密構造にする必要があり、また水漏れを検出するセンサーなどを必要としたが、本願の場合には密閉構造の液圧モータ４が配置されるのでインペラハブ３２の内部を水密構造にする必要がなく、又水漏れを検出するセンサーなどを不要にでき、大幅に製造コストを下げることが可能となる。
【００２７】
インペラハブ３２の内部に配置された液圧モータ４には、該液圧モータ４を駆動させる作動液体を送り込むための液体供給通路４１及び作動後の液体を回収するための液体回収通路４２の一端がそれぞれ接続されている。これらの液体供給通路４１及び液体回収通路４２は、少なくとも一部が可撓性部材で構成されていて、ゲート１１の昇降によって液圧モータ４の位置が変動しても、その変動に十分に追従して通路４１，４２が破損して液漏れを起こすのが回避されている。
【００２８】
液体供給通路４１及び液体回収通路４２はその他端が陸上の例えば管理室内に配置された駆動部４３に接続されている。駆動部４３は液体供給通路４１を通じて液圧モータ４に作動液体を送り込む装置で、例えば動力源として電動機などが使用される。また、駆動部４３には水没水深や排水量に見合った回転羽根３２ａの回転数の調整を行う流量調整弁４３ａなどの制御機器が設けられている。
【００２９】
導水管３１の後端となる吐出口３１ｂの周縁側は板状のポンプ取付板５に形成された孔と同芯状にボルトによって一体的に取り付けられている。ポンプ３の導水管３１はポンプ取付板５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５は導水管３１と接する内部には導水管３１の吐出口３１ｂが挿入接続される例えば円形の孔が形成されている。
【００３０】
導水管３１はその軸芯方向がポンプ取付板５に対して直角になっていて、導水管３１に対して直角なポンプ取付板５がゲート１１の表面に取り付けられることにより、導水管３１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。
【００３１】
ポンプ３が取り付けられるポンプ取付板５は、上流側水路２ａに臨むゲート１１の表面の一部開口されたポンプの取り付け位置の開口孔１２にその開口周縁を覆って一体的に取り付けられる。即ち、ゲート１１に形成された正方形又は長方形の開口孔１２に対して、これよりも幅及び高さが大きい正方形又は長方形のポンプ取付板５の全周縁側が開口孔１２の全周縁側を水密状態で覆うようにして取り付けられる。つまり、開口孔１２とポンプ取付板５との隙間から水漏れが生じないようにポンプ取付板５は取り付けられる。
【００３２】
ポンプ３の導水管３１の後端側には開閉扉６が取り付けられている。開閉扉６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６は、ポンプ３が表面に取り付けられたポンプ取付板５の裏面側に背中合わせに、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６はゲート１１のスキンプレートに形成された開口孔１２を通じて下流側水路２ｂに臨んでいる。
【００３３】
開閉扉６は、ポンプ取付板５の裏面側に取り付けられた吐出管６１の下流側水路２ｂに向けて臨んでいる先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６は、その上端部が下流側水路２ｂに臨む吐出管６１の上方のポンプ取付板５の裏面側にヒンジ構造６２で連結されている。
【００３４】
例えばフラップゲートからなる開閉扉６は、上端のヒンジ構造６２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６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３の駆動による強制排水時には、ポンプ３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。
【００３５】
吐出管６１及び閉じた状態の開閉扉６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５とスキンプレート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６１及び閉じた状態の開閉扉６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６１及び開閉扉６が昇降の妨げとなることはない。
【００３６】
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３の液圧モータ４を駆動させる。液圧モータ４の駆動は陸上の例えば管理室内に配置された駆動部４３の例えば電動機を駆動させて、液体供給通路４１を通じて作動液体を液圧モータ４に向けて圧送供給する。
【００３７】
液体供給通路４１の内部を圧送されてきた作動液体は液圧モータ４の内部に流入して、液圧モータ４の回転駆動軸４ａを駆動回転させる。回転駆動軸４ａに回転すると、この回転駆動軸４ａには羽根駆動軸３２ｄが連結されていて、回転駆動軸４ａの回転に連動して羽根駆動軸３２ｄも回転する。
【００３８】
回転する羽根駆動軸３２ｄには取付板を介してその外周側に回転円筒体３２ｃが取り付けられている。回転円筒体３２ｃには複数の回転羽根３２ａが取り付けられており、羽根駆動軸３２ｄが回転するとその複数の回転羽根３２ａもその回転に連動して回転する。
【００３９】
このようにして、陸上に配置された駆動部４３からの駆動力の流体エネルギーは、液体供給通路４１の内部を圧送される作動液体により、液圧モータ４に伝わり、羽根駆動軸３２ｄ、複数の回転羽根３２ａを回転させて、導水管３１内の水を下流側水路２ｂに向けて排出する。液圧モータ４を作動させた後の液体は液体回収通路４２を流れて駆動部４３に戻り、再び、液体供給通路４１を圧送して液圧モータ４に供給されて、液圧モータ４を駆動させる。
【００４０】
ポンプ３の導水管３１の内部に配置した複数の回転羽根３２ａが回転すると、導水管３１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３１の流入口３１ａから吸い込まれ、回転する回転羽根３２ａによって導水管３１の吐出口３１ｂに向けて送り出される。
【００４１】
吐出口３１ｂ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６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６は自重及び下流側水路２ｂの水圧によって吐出口３１ｂ側を閉じているが、回転羽根３２ａの回転によって生じる流速による水圧によって開閉扉６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３を通じて下流側水路２ｂに強制排水させることができる。
【００４２】
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６はポンプ取付板５とスキンプレート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６がこれの妨げとなることはない。
【００４３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明を実施するための最良の形態を示す液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図である。
【図２】この発明を実施するための最良の形態を示す他例の液圧駆動ポンプ付ゲートの側断面図である。
【図３】この発明を実施するための最良の形態を示す液圧駆動ポンプ付ゲートの液圧回路の概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 液圧駆動ポンプ付ゲート
１１ ゲート
１２ 開口孔
２ 水路
２ａ 上流側水路
２ｂ 下流側水路
３ ポンプ
３１ 導水管
３１ａ 流入口
３１ｂ 吐出口
３２ インペラハブ
３２ａ 回転羽根
３２ｂ 前部カバー
３２ｃ 回転円筒体
３２ｄ 羽根駆動軸
３２ｅ 後部カバー
３３ 配管筒
３４ 前部固定リブ
３５ 後部固定リブ
３６ 固定リブ
４ 液圧モータ
４ａ 回転駆動軸
４１ 液体供給通路
４２ 液体回収通路
４３ 駆動部
４３ａ 流量調整弁
５ ポンプ取付板
６ 開閉扉
６１ 吐出管
６２ ヒンジ構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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昇降式のゲートに取り付けられたポンプ付ゲートのポンプにおいて、ポンプの内部に液圧モータを配置すると共に液圧モータの回転駆動軸をポンプの回転羽根の羽根駆動軸に連結し、液圧モータに作動液体を供給する駆動部を陸上に配置し、ポンプ内の液圧モータと陸上の駆動部との間に少なくとも一部が可撓性の液体供給通路及び液体回収通路を配設したことを特徴とする液圧駆動ポンプ付ゲート。
【請求項１】
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昇降式のゲートに取り付けられたポンプ付ゲートのポンプにおいて、ポンプの内部に液圧モータを配置すると共に液圧モータの回転駆動軸をポンプの回転羽根の羽根駆動軸に連結し、液圧モータに作動液体を供給する駆動部を陸上に配置し、ポンプ内の液圧モータと陸上の駆動部との間に少なくとも一部が可撓性の液体供給通路及び液体回収通路を配設したことを特徴とする液圧駆動ポンプ付ゲート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−３１６４３７（Ｐ２００６−３１６４３７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３７９３０（Ｐ２００５−１３７９３０）
【出願日】平成１７年５月１０日（２００５．５．１０）
【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１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１０日（２００５．５．１０）
【出願人】（０００１９６４７３）西田鉄工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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