JP2000310196A - ゲートポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇降動作時の重量バランスがよく、水路中の
流下物などにより水中モータポンプが損傷を受けないゲ
ート内蔵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、門扉の全閉状態
での流入と排水のバランスを十分良好に保つようにする
とともに、水中モータへの給電ケーブルの接続の容易化
および水中モータの積極的な冷却を可能にする。 【解決手段】 門扉５の昇降方向に対して直交する水平
軸心を有する円筒状ポンプケーシング１１，１１の一部
を門扉５から突出させて門扉５の厚み範囲内に挿入させ
た状態で門扉５に内蔵設置する。固定主軸１２に給電ケ
ーブル配線用の溝２２を凹設し、この溝２２に給電ケー
ブル２３を埋めこみ、止め具２４により給電ケーブル２
３を固定して、給電ケーブル２３の先端側をステータ１
５に接続し、ポンプケーシング１１の外側に導出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、灌漑用水門や取水
用水門などを開閉するゲートの門扉に装着して、該門扉
の閉鎖状態で強制排水を行うゲートポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のゲートポンプとして、従来より
水中モータポンプを門扉に内蔵してなるゲート内蔵式の
ものと門扉の上流側に固定支持させてなるゲート取付式
のものとがある。

【０００３】図１６および図１７は、ゲート内蔵式ゲー
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
水門柱２，２を連結した床部材３とによりゲート４が構
成されている。水門柱２，２に設けられている戸当り２
ａ，２ａに門扉５の左右両側縁部を対応させて、門扉５
が摺動昇降（開閉）自在に支持されている。この門扉５
の左右両側部には、立軸水中モータポンプ３０，３０が
内蔵して取付けられている。立軸水中モータポンプ３
０，３０それぞれの吸込口３１は、下向きにして門扉５
の下端部に形成した開口部３２に臨んでおり、吐出口３
３，３３は下流側（図１６の右側）の水路１に向けて開
口している。したがって、立軸水中モータポンプ３０，
３０を運転することで、上流側（図１６の左側）の水路
１の水は、開口部３２から吸込口３１に吸込まれ、吐出
口３３，３３から下流側の水路１に吐出される。

【０００４】立軸水中モータポンプ３０，３０それぞれ
の吐出口３３，３３の先端開口部には、フラップ弁３
４，３４が枢着されている。これらフラップ弁３４，３
４は、下流側の水路１の水位が所定水位以上のとき、そ
の水圧を受けて弁閉状態に保持される。一方、門扉５の
幅方向中央部から上方に向けて門扉昇降用スピンドル３
５が延出されており、このスピンドル３５の上端側はギ
ヤーボックス３６や操作ハンドル３７などを備えた開閉
装置３８に組込まれている。開閉装置３８は、コンクリ
ートスラブ３９上に固定設置されている。

【０００５】図１８および図１９は、ゲート取付式ゲー
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それぞれの吸込
口３１が門扉５の上流側の水路１内で下向きに開口さ
れ、吐出口３３，３３の端部フランジ３３ａを門扉５の
左右両側部に固定することで、立軸水中モータポンプ３
０，３０を門扉５に対して外付けするとともに、吐出口
３３，３３に接続した吐出管４０，４０の先端開口部を
門扉５の下流側の水路１に向けて開口させたものであ
り、その他の構成は、図１６および図１７に示すゲート
内蔵式ゲートポンプと同様である。したがって、該当部
分には、同一符号を付してそれらの説明は省略する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のゲートポン
プにおいて、前者のゲート内蔵式のものは、門扉昇降用
スピンドル３５の取付位置を門扉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
を受けない利点を有する反面、門扉５の厚みが大きくな
り、また、門扉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難点を有している。

【０００７】一方、後者のゲート取付式のものは、門扉
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、門扉５の構造設計上の自由度が増す長所を有
している反面、門扉昇降用スピンドル３５の取付位置と
門扉５の厚み方向の重心位置とが大きくずれやすく、昇
降動作時の重量アンバランスが生じやすいとともに、中
モータポンプ３０全体が門扉５の上流側の水路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にゴミなどの異物が堆積しやすく、しかも、流
水方向の占有スペースが大きくなり、それに伴なって水
路１の上部の天井に昇降のための大きい開口を形成しな
ければならない難点がある。

【０００８】前述のような長所・難点の他に、両形式と
もに立軸水中モータポンプを使用しているため、容量の
小さい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、門扉５の全閉状態で水中モータポンプ
を運転した場合の排水量が小さく、門扉５の上流側の水
路１への流入量が大きくなった場合の流入と排水のバラ
ンスがとれない事態を招くおそれを有している。

【０００９】そこで、本発明は、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水中モータポン
プが損傷を受けないゲート内蔵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、門扉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とともに、水中モータへの給電
ケーブルの接続の容易化および水中モータの積極的な冷
却を可能にした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】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係るゲートポンプは、水路
１に設けたゲート４に昇降運動により開閉自在に支持さ
せた門扉５に装着されるゲートポンプ１０であって、前
記門扉５の昇降方向に対して水平方向にのびる軸心を有
し、その軸線方向の少なくとも一部を前記門扉５に内蔵
させて該門扉５に固定された筒状ポンプケーシング１１
と、このポンプケーシング１１の軸心部にその軸線方向
に沿わせて配置して該ポンプケーシング１１に固定され
た主軸１２と、この主軸１２に固定されたモータ用ステ
ータ１５と、前記主軸１２に軸受１６，１６を介して回
転可能に支持されて前記ポンプケーシング１１内に同心
に配置されたモータフレーム１７と、このモータフレー
ム１７の内周面で前記ステータ１５に対向する位置に固
定されたモータ用ロータ１８と、前記モータフレーム１
７の外周面に固着された羽根車２０とを備え、前記ステ
ータへの給電ケーブルを通す給電ケーブル配線通路が前
記主軸に設けられていることを特徴としている。

【００１１】前記目的を達成するために、請求項２に記
載の発明に係るゲートポンプは、水路１に設けたゲート
４に昇降運動により開閉自在に支持させた門扉５に装着
されるゲートポンプ１０であって、前記門扉５の昇降方
向に対して水平方向にのびる軸心を有し、その軸線方向
の少なくとも一部を前記門扉５に内蔵させて該門扉５に
固定された筒状ポンプケーシング１１と、このポンプケ
ーシング１１の軸心部にその軸線方向に沿わせて配置し
て該ポンプケーシング１１に固定された主軸１２と、こ
の主軸１２に固定されたモータ用ステータ１５と、前記
主軸１２に軸受１６，１６を介して回転可能に支持され
て前記ポンプケーシング１１内に同心に配置されたモー
タフレーム１７と、このモータフレーム１７の内周面で
前記ステータ１５に対向する位置に固定されたモータ用
ロータ１８と、前記モータフレーム１７の外周面に固着
された羽根車２０とを備え、前記主軸には、その軸線方
向の貫通孔が設けられているとともに、この貫通孔の両
端部が通水域に開口していることを特徴としている。

【００１２】請求項１および請求項２に記載の発明によ
れば、ゲートポンプが水平方向の主軸にモータフレーム
を回転可能に支持し、このモータフレームの外周面に羽
根車を固着した横軸式のアウターロータ型であることに
より、軸方向の長さが通常のインナーロータ型のものと
比較して、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ゲートポンプを門扉に内蔵さ
せることで、門扉自体の厚みを大きくすることなく、し
かも、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、従来の各形式のものに比べて大容量のポ
ンプを設置することが可能になる。

【００１３】一方、請求項１に記載の発明によれば、ゲ
ートポンプがモータフレームの外周面に羽根車を固着し
たアウターロータ型であっても、ステータへの給電ケー
ブルを主軸に設けた給電ケーブル配線通路を通して前記
ポンプケーシングの外側に容易に導出することができ
る。

【００１４】他方、請求項２に記載の発明によれば、ス
テータへの給電により、モータ用ロータ、モータフレー
ムおよび羽根車が回転する。これにより、水はポンプケ
ーシングの内周面とモータフレームの外周面とによって
囲まれる環状の通路の上流側から吸込まれて下流側に吐
出される。この環状の通路を通る水によってモータフレ
ームとモータ用ロータは外側から冷却される。また、環
状の通路の上流側の水圧と下流側の水圧とでは、下流側
の水圧の方が高くなる。主軸の軸線方向に設けた貫通孔
の両端部が通水域に開口しているので、下流側に吐出さ
れた水の一部は貫通孔の上流側端部から流入して下流側
端部から吐出される。この貫通孔を通る水によって主軸
とモータ用ステータを内側から積極的に冷却することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係るゲートポン
プの縦断側面図、図２は図１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に構築されるゲート４
の構成、このゲート４に昇降運動により開閉自在に支持
される門扉５の構成、門扉５を昇降させるように水路１
の上方に設けた門型のコンクリートスラブ３９上に固定
設置される開閉装置３８の構成などは、図１６ないし図
１９に示すものと同様であるので、同一もしくは相当部
分には、同一符号を付してそれらの詳しい説明は省略す
る。

【００１６】図１および図２において、門扉５の左右両
側部には、後述するような構造の横軸式のアウターロー
タ型ゲートポンプ１０，１０が門扉５の昇降方向に対し
て直交する水平軸心を有して内蔵設置されている。すな
わち、門扉５の昇降方向に対して直交する水平軸心を有
する円筒状ポンプケーシング１１の一部を門扉５の上流
側に突出させ、かつ大約半分程度を門扉５の厚み範囲内
に挿入させた状態で門扉５に内蔵設置するとともに、戸
当り２ａ，２ａに対して門扉５の下流側端面でシールを
行っている。なお、円筒状ポンプケーシング１１の一部
を門扉５の下流側に突出させ、かつ約半分程度を門扉５
の厚み範囲内に挿入させた状態で門扉５に内蔵設置する
とともに、戸当り２ａ，２ａに対して門扉５の上流側端
面でシールを行う構成であってもよい。

【００１７】図３は門扉５の左右両側部に設置される横
軸式のアウターロータ型ゲートポンプ１０の縦断側面図
であり、円筒状ポンプケーシング１１の軸心部にその軸
線方向に沿わせて水平主軸１２が配置され、該水平主軸
１２の軸線方向の両端部は、ポンプケーシング１１に固
定された軸支部材１４，１４に固定支持されているとと
もに、前記軸線方向の両端部を軸支部材１４，１４の外
側、つまり上流側の通水域１３Ａと下流側の通水域１３
Ｂに臨ませている。

【００１８】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、このモータ用ステータ１５の外周
にモータ用ロータ１８が対向しており、該モータ用ロー
タ１８は、ポンプケーシング１１内に同心に配置された
モータフレーム１７の内周面に固定されている。また、
モータフレーム１７の軸線方向の両端部は、軸受１６，
１６を介して主軸１２に回転可能に支持されている。

【００１９】一方、モータフレーム１７の外周面には、
ポンプケーシング１１の内周面とモータフレーム１７の
外周面とによって囲まれる環状の通路１９内で回転する
軸流タイプの羽根車２０が固着されている。

【００２０】前記構成において、横軸式のアウターロー
タ型ゲートポンプ１０は、周知のインナーロータ型水中
ポンプに比べてモータポンプ全体の軸線方向長さが約
（１／２）程度に短くなる。このような全長の短いゲー
トポンプ１０を門扉５に内蔵させることで、門扉５自体
の厚みを大きくすることなく、しかも、ゲートポンプ１
０全体の流水方向の占有スペースを大きくしないで、従
来の各形式のものに比べて大容量のポンプを設置するこ
とが可能になる。

【００２１】また、前記ゲートポンプ１０では、門扉５
を全閉した状態でモータ用ロータ１８、モータフレーム
１７および羽根車２０を正方向回転させることで、上流
側水路１から下流側水路１に排水を行うことができ、門
扉５を全閉した状態でモータ用ロータ１８、モータフレ
ーム１７および羽根車２０を逆方向回転させることで、
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。

【００２２】図４に示すように、門扉５の昇降方向に対
して直交する水平軸心を有する円筒状ポンプケーシング
１１の一部を門扉５の下流側に突出させ、かつ約半分程
度を門扉５の厚み範囲内に挿入させた状態で門扉５に内
蔵設置するとともに、戸当り２ａ，２ａに対して門扉５
の上流側端面でシールを行うとともに、ポンプケーシン
グ１１の下流側端部にフラップ弁２１を枢着することに
より、門扉５を全閉した状態で下流側水路１から上流側
水路１への逆流を防止し、上流側水路１の水位が高くな
った時には、モータ用ロータ１８、モータフレーム１７
および羽根車２０を正方向回転させることで、上流側水
路１から下流側水路１に排水を行うことができる。

【００２３】一方、図５および図６に示すように、主軸
１２に給電ケーブル配線用の溝２２を凹設し、この溝２
２に給電ケーブル２３を埋め込むことにより、ゲートポ
ンプ１０がモータフレーム１７の外周面に羽根車２０を
固着したアウターロータ型であっても、図７に示すよう
に、給電ケーブル２３の先端側をステータ１５に接続し
てポンプケーシング１１の外側に導出する給電ケーブル
２３の配線を容易に行うことができる。このような給電
ケーブル２３の配線の容易化は、図８および図９に示す
ように、主軸１２に給電ケーブル配線用の孔２５を穿設
し、この孔２５に図１０のように給電ケーブル２３を挿
通することによっても実行することができる。

【００２４】他方、図１１および図１２に示すように、
主軸１２にその軸線方向の貫通孔２６を設け、この貫通
孔２６の両端部を図１３のように通水域１３Ａ，１３Ｂ
に開口させる。

【００２５】このように構成することで、ステータ１５
への給電により、モータ用ロータ１８、モータフレーム
１７および羽根車２０が回転し、水は環状の通路１９の
上流側から吸込まれて下流側に吐出される。この環状の
通路１９を通る水によってモータフレーム１７とモータ
用ロータ１８は外側から冷却される。また、環状の通路
１９の上流側の水圧（通水域１３Ａの水圧）と下流側の
水圧（通水域１３Ｂの水圧）とでは、下流側の水圧（通
水域１３Ｂの水圧）の方が高くなる。主軸１２の軸線方
向に設けた貫通孔２６の両端部が通水域１３Ａ，１３Ｂ
に開口しているので、下流側（通水域１３Ｂ）に吐出さ
れた水の一部は貫通孔２６の上流側端部から流入して下
流側端部から吐出される。この貫通孔２６を通る水によ
って主軸１２とモータ用ステータ１５を内側から積極的
に冷却して、冷却効果を高めることができる。

【００２６】前記実施の形態では、給電ケーブル配線用
の溝２２または給電ケーブル配線用の孔２５と貫通孔２
６とを別個に設けた主軸１２を使用しているが、図１４
に示すように、給電ケーブル配線用の溝２２と貫通孔２
６とを組み合わせた主軸１２もしくは図１５に示すよう
に、給電ケーブル配線用の孔２５と貫通孔２６とを組み
合わせた主軸１２を使用することで、給電ケーブル２３
の配線の容易化と積極的な冷却作用の両者を同時に満足
させることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、門扉に
軸線方向の長さが短い横軸式のアウターロータ型ゲート
ポンプを内蔵させることによって、昇降動作時の重量バ
ランスがよくなって門扉の開閉を円滑に行うことがで
き、水路中の流下物などにより損傷を受けないゲート内
蔵式の長所を活かしつつ、門扉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、大容量ポンプの設置を可能にして、流入と排水のバ
ランスを十分良好に保つことができる。しかも、ゲート
ポンプがモータフレームの外周面に羽根車を固着したア
ウターロータ型であっても、給電ケーブルを主軸に設け
た給電ケーブル配線通路を通してポンプケーシングの外
側に容易に導出することができるとともに、主軸に設け
た貫通孔を通る水によって、主軸とモータ用ステータを
内側から積極的に冷却して、冷却効果を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るゲートポンプの一実施の形態を示
す縦断側面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】ゲートポンプの縦断側面図である。

【図４】本発明に係るゲートポンプの他の実施の形態を
示す縦断側面図である。

【図５】給電ケーブル配線通路を備えた主軸の一実施の
形態を示す側面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図７】図５の主軸を使用したゲートポンプの縦断側面
図である。

【図８】給電ケーブル配線通路を備えた主軸の他の実施
の形態を示す側面図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図１０】図８の主軸を使用したゲートポンプの縦断側
面図である。

【図１１】軸線方向の貫通孔を備えた主軸の一実施の形
態を示す側面図である。

【図１２】図１１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図１３】図１１の主軸を使用したゲートポンプの縦断
側面図である。

【図１４】主軸の異なる実施の形態を示す拡大断面図で
ある。

【図１５】主軸のさらに異なる実施の形態を示す拡大断
面図である。

【図１６】従来の門扉内蔵式ゲートポンプの縦断側面図
である。

【図１７】図１６の正面図である。

【図１８】従来の門扉取付式ゲートポンプの縦断側面図
である。

【図１９】図１８の正面図である。

【符号の説明】

１ 水路 ４ ゲート ５ 門扉 １０ ゲートポンプ １１ 円筒状ポンプケーシング（ポンプケーシング） １２ 主軸 １３Ａ 上流側通水域 １３Ｂ 下流側通水域 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 羽根車 ２２ 給電ケーブル配線用の溝（給電ケーブル配線通
路） ２３ 給電ケーブル ２５ 給電ケーブル配線用の孔（給電ケーブル配線通
路） ２６ 貫通孔

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA01 BA04 BA06 CA01 DA02 DA15 DA20 3H033 AA01 AA11 BB01 BB08 BB12 CC01 CC03 CC06 DD17 EE03 EE10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水路に設けたゲートに昇降運動により開
   閉自在に支持させた門扉に装着されるゲートポンプであ
   って、 前記門扉の昇降方向に対して水平方向にのびる軸心を有
   し、その軸線方向の少なくとも一部を前記門扉に内蔵さ
   せて該門扉に固定された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主軸と、 この主軸に固定されたモータ用ステータと、 前記主軸に軸受を介して回転可能に支持されて前記ポン
   プケーシング内に同心に配置されたモータフレームと、 このモータフレームの内周面で前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、 前記モータフレームの外周面に固着された羽根車とを備
   え、 前記ステータへの給電ケーブルを通す給電ケーブル配線
   通路が前記主軸に設けられていることを特徴とするゲー
   トポンプ。
2. 【請求項２】 水路に設けたゲートに昇降運動により開
   閉自在に支持させた門扉に装着されるゲートポンプであ
   って、 前記門扉の昇降方向に対して水平方向にのびる軸心を有
   し、その軸線方向の少なくとも一部を前記門扉に内蔵さ
   せて該門扉に固定された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主軸と、 この主軸に固定されたモータ用ステータと、 前記主軸に軸受を介して回転可能に支持されて前記ポン
   プケーシング内に同心に配置されたモータフレームと、 このモータフレームの内周面で前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、 前記モータフレームの外周面に固着された羽根車とを備
   え、 前記主軸には、その軸線方向の貫通孔が設けられている
   とともに、この貫通孔の両端部が通水域に開口している
   ことを特徴とするゲートポンプ。