(57)【要約】【課題】ポンプケーシング外部の電動機によりポンプ本体を駆動する横軸ポンプの動力伝達機構を潤滑する。【解決手段】水路１に設けたゲート扉体２の孔３に取り付けたポンプケーシング４２と、ポンプケーシング４２の軸心部に固定したポンプフレーム４９と、ポンプフレーム４９とポンプケーシング４２を連結した入力軸ケーシング５２と、インペラ４１を取り付けてポンプフレーム４９に支持させたポンプ軸４０と、入力軸ケーシング５２に支持させてベベルギア４４，４５を介してポンプ軸４０に連結した入力軸４３とからポンプ本体３９を構成する。ポンプ軸４０に継手軸５５を介して潤滑油ポンプ５４を接続し、ポンプフレーム４９内底部に設けた潤滑油溜り５６から潤滑油ポンプ５４を経て入力軸ケーシング５２上部に達する油道５８を設ける。入力軸４３に電動機４６を駆動軸４８を介して接続する。ポンプ軸４０の回転により潤滑油ポンプ５４を駆動させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川につながる水路の途中位置にゲート扉体を昇降可能に設けると共に、該ゲート扉体の所要位置に設けた上下流方向に貫通した孔にポンプを組み付けて、上記ゲート扉体を閉じて上記ポンプを駆動することにより、水路から河川へ強制排水できるようにしてあるポンプゲートにおいて、上記ポンプを、横方向に延びるポンプケーシングの軸心部に設けたポンプフレームにインペラを取り付けたポンプ軸を回転自在に支持させて備えたポンプ本体と、該ポンプ本体のポンプ軸をポンプケーシングの外部より駆動するため電動機とからなる構成とし、更に、上記ポンプフレーム内にて、上記ポンプ軸の一端部に潤滑油ポンプを連結してなり、ポンプ軸の回転力を駆動源として上記潤滑油ポンプを駆動できるようにした構成を有することを特徴とする横軸ポンプゲート。
【請求項２】
ポンプフレームの内底部所要位置に潤滑油溜りを設け、該潤滑油溜りと潤滑油ポンプと被潤滑個所とを接続する油道を設けた請求項１記載の横軸ポンプゲート。
【請求項３】
ポンプフレーム内底面の潤滑油溜りと対応するポンプフレームの下部に、冷却フィンを設けた請求項２記載の横軸ポンプゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は河川（本川）につながっている水路（小河川を含む）の途中に設置して、河川増水時にも水路から河川へ水を強制排水できるようにするために、ゲート扉体に横軸のポンプ本体と電動機とからなるポンプを取り付けて、該電動機によりポンプ本体を運転するようにしてある横軸ポンプゲートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川につながっている雨水排水路や農業用水路の如き比較的小規模な水路には、河川への排水量を調節するために、通常、排水ゲートが設置されているが、台風又は集中豪雨時には、河川及び水路への水の流入量が一時的に増大して水位が急激に上昇するため、排水ゲートを全開にしても水路の水（内水）を充分に排出できなくなるだけでなく、河川から水路に水（外水）が逆流すると、水路から水が溢れることにより周囲が冠水して大きな災害が起ることになる。
【０００３】
このような災害を防ぐための一手段として、河川の水位が上昇しても水路より河川へ強制的に排水を行うことができるように、排水設備としてのポンプゲートが水路の途中に設置される場合がある。
【０００４】
上記ポンプゲートは、図３にその一例の概略を示す如く、水路１の途中の所要個所に、ローラーゲート扉体の如き扉体２を昇降可能に取り付けて、図示しない開閉装置により昇降（開閉）できるようにし、且つ該ゲート扉体２の下部所要位置に上下流方向（図中、Ｕは上流側、Ｄは下流側を示す。）に貫通する孔３を設け、川裏タイプの場合は該孔３の反河川側となる上流側Ｕ面部に、又、川表タイプの場合は孔３の河川側となる下流側Ｄ面部に（図では川裏タイプを示す）、たとえば、水平方向に延びるポンプケーシング５と、該ポンプケーシング５の軸心部に支持部材６を介して固定した水中電動機７と、該水中電動機７の出力軸８に一体に連結した軸流のポンプ翼９を備えてなる横軸の水中ポンプ４を設置し、更に、水中ポンプ４の吐出方向となる孔３の下流側面部に、水中ポンプ４の運転停止時における逆流を防止するための逆止弁１０を設けた構成として、水路１の水位（内水位）よりも河川の水位（外水位）が低いときには、開閉装置によりゲート扉体２を引き上げて水路１を開放させることにより、水路１の水を下流側Ｄへ自然流下により排水させるようにし、一方、内水位よりも外水位が高くなる時には、逆流を防ぐために、開閉装置によりゲート扉体２を下降させ、水路１を閉鎖してポンプ運転に備え、内水位が増水してポンプ運転水位に達すると、水中電動機７の駆動させて水中ポンプ４を運転し、これにより、上流側Ｕの内水をゲート扉体２の孔３を通して強制的に下流側Ｄへ排水させるようにしている。
【０００５】
一方、排水機場やポンプ場等で使用される固定式の縦軸ポンプとしては、図４（イ）（ロ）にその一例の概略を示す如く、ポンプ軸１３下端のインペラ１４を収容する吐き出しボウル１５上に、揚水管１６とエルボ管１７を順次連設し且つ上記ポンプ軸１３の上端部をエルボ管１７を貫通させて上方に突出させてなるポンプ本体１２と、エルボ管１７の背側に横向きに配置した電動機１８とを、電動機１８の回転を減速させてポンプ軸１３に伝達するための動力伝達機構１９を介して連結した構成、詳しくは、図４（ロ）に示す如く、エルボ管１７の背側外壁に取り付けたケーシング２０内に、上記ポンプ軸１３と平行に延び且つ上記ポンプ軸１３の上部に固定した大径のギア２１に上部の小径のギア２３を噛合させた中間軸２２と、ケーシング２０の下部側壁を貫通して水平方向に延び且つ内側端部を上記中間軸２２の下端部に一組のベベルギア２５，２６を介して接続すると共にケーシング２０より突出する外側端部を電動機１８の出力軸に連結した入力軸２４とからなる動力伝達機構１９を備えて、電動機１８の回転駆動力をベベルギア２５，２６、中間軸２２、ギア２３，２１を介してポンプ軸１３に伝達し、該ポンプ軸１３と一体にインペラ１４を回転駆動することにより、図４（イ）に示す如く、吸水槽２７の水を汲み上げて、揚水管１６、エルボ管１７及び該エルボ管１７に連結した主配管２８を通して吐出水槽２９へ排水できるようにした縦軸ポンプ１１がある。
【０００６】
かかる縦軸ポンプ１１では、上記動力伝達機構１９を潤滑するために、中間軸２２の上端に延長軸３２を連設し、該延長軸３２と、ケーシング２０の上側に設けたトップケーシング３０上に下向きに取り付けた潤滑油ポンプ３１の入力軸３１ａとを、互いに噛合する伝達ギア３３と３４を介して接続して、中間軸２２の回転力により潤滑油ポンプ３１が駆動されるようにし、更に、潤滑油ポンプ３１には、ケーシング２０下端の潤滑油溜り３５より潤滑油３７を導くための油道３６を接続した構成として、潤滑油ポンプ３１の駆動により潤滑油溜り３５にある潤滑油３７を吸い上げて上方から各ギア２１，２３，２５，２６，３３，３４や中間軸２２の軸受に供給して、動力伝達機構１９を潤滑できるようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記縦軸ポンプにおける動力伝達機構の潤滑方法の場合は、ポンプ軸１３に動力を伝達する中間軸２２から伝達ギヤ３３，３４を介し動力を取り出して潤滑油ポンプ３１を駆動させるようにしているが、この構造を横軸ポンプゲートに適用することは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、ポンプ本体と電動機とからなる横軸ポンプを採用し且つ上記ポンプ本体における動力伝達機構を自己潤滑できる横軸ポンプゲートを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、河川につながる水路の途中位置にゲート扉体を昇降可能に設けると共に、該ゲート扉体の所要位置に設けた上下流方向に貫通した孔にポンプを組み付けて、上記ゲート扉体を閉じて上記ポンプを駆動することにより、水路から河川へ強制排水できるようにしてあるポンプゲートにおいて、上記ポンプを、横方向に延びるポンプケーシングの軸心部に設けたポンプフレームにインペラを取り付けたポンプ軸を回転自在に支持させて備えたポンプ本体と、該ポンプ本体のポンプ軸をポンプケーシングの外部より駆動するため電動機とからなる構成とし、更に、上記ポンプフレーム内にて、上記ポンプ軸の一端部に潤滑油ポンプを連結してなり、ポンプ軸の回転力を駆動源として上記潤滑油ポンプを駆動できるようにした構成とする。
【００１０】
水路から、河川への強制排水を行う場合は、ゲート扉体により水路を閉塞させた状態として、ポンプの電動機を駆動させる。電動機の駆動力は、ポンプ本体の入力軸よりポンプ軸に伝達され、これにより該ポンプ軸と一体にインペラが回転駆動されるため、水路の水は、ポンプケーシング内におけるポンプ軸の外周側に形成される流体通路を通して強制的に搬送され、河川側に排出されるようになる。この際、ポンプ軸の回転力により直接的に潤滑油ポンプが駆動されるのでポンプ駆動用ギヤ等は不要となる。
【００１１】
又、ポンプフレームの内底部所要位置に潤滑油溜りを設け、該潤滑油溜りと潤滑油ポンプと被潤滑個所とを接続する油道を設けた構成とすることにより、被潤滑部の潤滑には、ポンプフレーム内に設けた潤滑油溜りにある潤滑油を循環使用できて、外部からの給油を必要としない自己潤滑が可能となる。
【００１２】
更に、ポンプフレーム内底面の潤滑油溜りと対応するポンプフレームの下部に、冷却フィンを設けた構成とすることにより、潤滑油溜りにある潤滑油を効率よく冷却することができて、潤滑油クーラを不要とすることができる。
【００１３】
【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説明する。
【００１４】
図１は本発明の横軸ポンプゲートの実施の一形態として川裏タイプの横軸ポンプゲートを示すもので、図３に示した横軸のポンプゲートと同様に、河川につながる水路１の途中の所要個所に、横軸ポンプを一体に組み付けたゲート扉体２を図示しない開閉装置により昇降可能に備えた横軸ポンプゲートにおいて、上記横軸ポンプを、回転自在に支持されたポンプ軸４０の上流側端部に軸流のインペラ４１を取り付けて水平方向に伸びるポンプケーシング４２内に収納し且つ上記ポンプ軸４０にポンプケーシング４２の外側へ突出させた入力軸４３を動力伝達機構としての一組のベベルギア４４，４５を介して連結したポンプ本体３９と、ポンプケーシング４２の外側よりポンプ本体３９を駆動する電動機４６とからなる横軸ポンプ３８とし、ポンプ本体３９をゲート扉体２の下部所要位置に設けた孔３の反河川側となる上流側Ｕ面部に連設し、且つポンプ本体３９の上方となるゲート扉体２の上部所要位置に、電動機４６を水没しないように取付台４７を介して下向きに設置し、該電動機４６の出力軸を、ポンプ本体３９の入力軸４３に、駆動軸４８を介して連結した構成とする。
【００１５】
詳述すると、上記ポンプ本体３９は、ゲート扉体２の孔３に吐出側を挿入して接続したポンプケーシング４２の軸心部に、下流側端部を流線状に閉塞させた円筒状のポンプフレーム４９を配置して、該ポンプフレーム４９をポンプケーシング４２の内面に周方向所要間隔位置に配した放射方向に延びる支持部材５０を介して固定し、該ポンプフレーム４９の軸心位置に、水平方向に延びるポンプ軸４０を配置して、該ポンプ軸４０の中間部を、ポンプフレーム４９内に軸受５１にて回転自在に支持させ、該ポンプ軸４０の上流側端部にはインペラ４１を一体に回転するように取り付け、又、ポンプ軸４０の下流側端部に大径のベベルギア４４を固定する。又、垂直方向に延び且つ上端部がポンプケーシング４２の上側壁を貫通して上方に突出する入力軸４３の下端部に、小径のベベルギア４５を固定し、該ベベルギア４５と上記ベベルギア４４を噛合させることによりポンプ軸４０と入力軸４３を接続する。該入力軸４３は、上端部をポンプケーシング４２に貫通するよう取り付け且つ下端部をポンプフレーム４９の下流側の上側面に連通接続した円筒形状の入力軸ケーシング５２内に、軸受５１にて回転自在に支持させた構成として、入力軸４３の上端部に、電動機４６の出力軸に継手５３を介して接続した駆動軸４８の下端部を、継手５３を介して接続することにより、電動機４６より駆動軸４８を介して伝達される回転駆動力を、入力軸４３に入力し、ベベルギア４４と４５の径の差により減速させた後、ポンプ軸４０に伝達して該ポンプ軸４０と一体にインペラ４１を回転駆動させ、これによりゲート扉体２の孔３を通して、ゲート扉体２の上流側Ｕの水を下流側Ｄに送出することができるようにしてある。
【００１６】
本発明の特徴とするところは、上記のような構成としてあるポンプゲートにおいて、ポンプフレーム４９の下流側端部の軸心部に、入力軸がポンプ軸４０と同軸心上にて上流側を向くように潤滑油ポンプ５４を配置して、放射方向に延びる支持部材５０を介してポンプフレーム４９の内面に固定し、該潤滑油ポンプ５４の入力軸に、一端部をポンプ軸４０の下流側端に連結した継手軸５５の他端部を連結して、ポンプ軸４０の回転により継手軸５５を介して潤滑油ポンプ５４が駆動されるようにし、更に、ベベルギア４４，４５の下方位置となるポンプフレーム４９の下流側端部の内底部に潤滑油溜り５６を形成し、該潤滑油溜り５６より潤滑油ポンプ５４に潤滑油５７を導くと共に、潤滑油ポンプ５４より被潤滑部としての入力軸ケーシング４３の上部の軸受５１に潤滑油５７を送るための油道５８を設けた構成として、潤滑油ポンプ５４の駆動により潤滑油溜り５６にある潤滑油５７を吸い上げて入力軸ケーシング４３の上部軸受５１に供給し、その後、入力軸４３を伝って流下させることにより、入力軸ケーシング４３の下部の軸受５１及びベベルギア４４，４５に潤滑油５７を供給して潤滑できるようにし、入力軸ケーシング４３の軸受５１及びベベルギア４４，４５の潤滑に供された後の潤滑油５７は潤滑油溜り５６に落下するようにしてある。
【００１７】
更に、ポンプフレーム４９の内底部に形成された潤滑油溜り５７とほぼ対応するポンプフレーム４９下流側端部の下部に、軸心方向に延びる冷却フィン５９を突設した構成としてある。
【００１８】
なお、ポンプフレーム４９の上流側端部におけるポンプ軸４０の貫通部は図示しないシール装置にて水密にシールすると共に、ポンプケーシング４２より突出する入力軸４３の突出端部及び駆動軸４８の全長に亘る外周に保護筒６０を設け、該保護筒６０の下端部を、入力軸ケーシング５２の上端部に水密に連結することにより、ポンプフレーム４９及び入力軸ケーシング５２への水の浸入を防止してある。その他、図３に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００１９】
内水位よりも外水位が低いときには、開閉装置により水路１よりゲート扉体２を引き上げて水路１を開放させる。これにより、水路１の水は河川側となる下流側Ｄへ自然流下により排水される。一方、内水位よりも外水位が高くなる時には、開閉装置によりゲート扉体２を下降させ、水路１を閉鎖した状態としてポンプ運転に備え、内水位が増水してポンプ運転水位に達したら、電動機４６によりインペラ４１を回転駆動させることにより横軸ポンプ３８を運転する。これにより、内水は、ポンプケーシング４２内にてポンプフレーム４９の外周側に形成される流体通路を通り、ゲート扉体２の孔３を通して強制的に河川側となる下流側Ｄへ排水されるようになる。この際、ポンプ軸４０の回転駆動に伴って、継手軸５５を介して潤滑油ポンプ５４が駆動されるので、潤滑油５７は、潤滑油溜り５６より吸い上げられて入力軸ケーシング５２の軸受５１及びベベルギア４４，４５に供給され、その後、落下して潤滑油溜り５６に戻され、このため連続的に循環して利用される。又、ポンプフレーム４９下流側端部の内底部の潤滑油溜り５６とほぼ対応するポンプフレーム４９下流側の下部には冷却フィン５９が設けてあるので、該冷却フィン５９がポンプフレーム４９の外周側を流通する水により連続的に冷却されることにより、潤滑油溜り５６にある潤滑油５７は効率よく冷却されるようになる。
【００２０】
このように、ポンプケーシング４２の軸心部に、ポンプ軸４０を収納した小径のポンプフレーム４９を配置した構成として、所定の流体通過面積を確保する場合に要するポンプ口径を、図３に示した如きポンプケーシング５の軸心部に大径の水中電動機７を配置してなる従来の横軸の水中ポンプ４に比して小さくすることができるようにした横軸ポンプ３８を具備した横軸ポンプゲートを構成する際、ポンプ軸４０の回転力に基づいてポンプ本体３９内に設けた動力伝達機構としてのベベルギア４４，４５を潤滑することができ、該潤滑には、ポンプフレーム４９内に設けた潤滑油溜り５６にある潤滑油５７を循環させて使用するので、外部からの給油を必要としない自己潤滑が可能となる。又、入力軸ケーシング５２内の軸受５１も同一の潤滑油による潤滑を実施できることから、該軸受５１のグリース潤滑が不要となる。更に、ポンプフレーム４９下流側端部の下部外側面に設けた冷却フィン５９により、潤滑油溜り５６にある潤滑油５７を効率よく冷却できることから、別途、潤滑油クーラを設ける必要はない。
【００２１】
次に、図２は本発明の実施の他の形態として、川表タイプの横軸ポンプゲートを示すもので、図１に示したものと同様の構成としてあるゲート扉体２に設けた孔３の河川側となる下流側面部に、図１に示したポンプ本体３９と同様な構成としてあるポンプ本体３９ａを、ポンプケーシング４２の上流側端部を挿入するようにして連接すると共に、該ポンプ本体３９ａの入力軸４３に、ポンプ本体３９ａの上方となるゲート扉体２の上部所要位置にて水没しないよう取付台４７を介して下向きに設置した電動機４６の出力軸を、駆動軸４８を介して連結した構成とする。
【００２２】
上記ポンプ本体３９ａは、ポンプ軸４０の上流側位置にインペラ４１を一体に回転できるよう取り付けてあり、又、該インペラ４１よりも上流側となるポンプケーシング４２の軸心部に、上流側端部を流線状に閉塞させた円筒状のキャップ部材６１を配置すると共に周方向所要間隔位置に配置した放射方向の支持部材５０を介してポンプケーシング４２内面に固定して、上記インペラ４１よりも上流側に突出するポンプ軸４０の上流側端部を、キャップ部材６１内の軸受５１にて回転自在に支持させるようにしてある。その他、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００２３】
本実施の形態のゲートポンプは川表タイプのゲートポンプとして設置して使用でき、図１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の横軸ポンプゲートによれば、河川につながる水路の途中位置にゲート扉体を昇降可能に設けると共に、該ゲート扉体の所要位置に設けた上下流方向に貫通した孔にポンプを組み付けて、上記ゲート扉体を閉じて上記ポンプを駆動することにより、水路から河川へ強制排水できるようにしてあるポンプゲートにおいて、上記ポンプを、横方向に延びるポンプケーシングの軸心部に設けたポンプフレームにインペラを取り付けたポンプ軸を回転自在に支持させて備えたポンプ本体と、該ポンプ本体のポンプ軸をポンプケーシングの外部より駆動するため電動機とからなる構成とし、更に、上記ポンプフレーム内にて、上記ポンプ軸の一端部に潤滑油ポンプを連結してなり、ポンプ軸の回転力を駆動源として上記潤滑油ポンプを駆動できるようにした構成としてあるので、内水位よりも外水位が高くなる時には、ゲート扉体により水路を閉鎖した状態としてポンプ本体を運転することにより、水路の水を河川側へ強制排水させることができ、この際、ポンプ軸の回転により直接的に潤滑油ポンプを駆動させることができて、ポンプ軸からの動力を伝達するギヤ等を不要とすることができ、又、ポンプフレームの内底部所要位置に潤滑油溜りを設け、該潤滑油溜りと潤滑油ポンプと被潤滑個所とを接続する油道を設けた構成とすることにより、被潤滑部の潤滑には、ポンプフレーム内に設けた潤滑油溜りにある潤滑油を循環使用できて、外部からの給油を必要としない自己潤滑が可能となるという優れた効果を発揮する。更に、ポンプフレーム内底面の潤滑油溜りと対応するポンプフレームの下部に、冷却フィンを設けた構成とすることにより、潤滑油溜りにある潤滑油を効率よく冷却することができて、潤滑油クーラを不要とすることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の横軸ポンプゲートの実施の一形態を示す概略切断側面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概略切断側面図である。
【図３】従来のポンプゲートの一例の概略を示す切断側面図である。
【図４】従来用いられている縦軸ポンプを示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は動力伝達機構の概略を示す切断側面図である。
【符号の説明】
１　水路
２　ゲート扉体
３　孔
３８　横軸ポンプ（ポンプ）
３９　ポンプ本体
４０　ポンプ軸
４１　インペラ
４２　ポンプケーシング
４６　電動機
４９　ポンプフレーム
５４　潤滑油ポンプ
５６　潤滑油溜り
５８　油道
５９　冷却フィン
【図１】
2004092146.tif 000003
【図２】
2004092146.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004092146.tif 000006