(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を開閉するゲート自体に排水用のポンプを組み込み、ゲートによって水路を閉じた状態で前記ポンプを運転することにより閉じた水路の一方の側の水を排水するように構成してなるポンプゲートにおいて、
前記ポンプは、回転することで流体に渦流を与える羽根車と、羽根車を回転駆動する駆動手段とを具備するボルテックスポンプであり、
且つ前記ボルテックスポンプは、羽根車の回転軸が横軸になるように設置されることで羽根車の回転面がポンプゲートの面に対して略平行になるようにポンプゲートに取り付けられていることを特徴とするボルテックスポンプゲート。
【請求項２】
前記ボルテックスポンプゲートは、ポンプ流路を形成するケーシングを具備し、このケーシングの下部に設けた羽根車収納部内に前記羽根車を収納し、羽根車収納部の外側に前記駆動手段を取り付けたことを特徴とする請求項１記載のボルテックスポンプゲート。
【請求項３】
前記駆動手段は、ポンプゲートの下流側の河川水に接するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のボルテックスポンプゲート。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記ポンプ流路端部の吐出口の下方であって、この吐出口から吐出される排水がかかる位置に設置されていることを特徴とする請求項１又は２又は３記載のボルテックスポンプゲート。
【請求項５】
前記羽根車の回転軸の軸取り付け角度を、水平よりも羽根車の吸込口側が下向きとなるように傾けることによって吸込口の位置を下げたことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか１項記載のボルテックスポンプゲート。
【請求項６】
前記ボルテックスポンプの羽根車の材質を、弾性材料としたことを特徴とする請求項１乃至５の内の何れか１項記載のボルテックスポンプゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水路を開閉すると共に閉じた水路の一方の側の水を他方の側に排水するポンプを備えたポンプゲートに関し、特にボルテックスポンプゲートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば河川（本流）に支流が流れ込むような場所には、支流側にこれを開閉するゲートが設置される。そして大雨などによって河川が増水したとき、前記ゲートを閉じることで河川の水が支流に逆流するのを防止する。一方ゲートを閉じたときに支流の上流から流れてくる水は、ポンプによって河川側（下流側）に強制的に排水される。
【０００３】
そしてこの種のゲートの中には、省スペース化のため、ゲート自体に前記排水用のポンプを取り付けた構造のポンプゲートがあり、利用されてきた。
【０００４】
しかしながら上記従来のポンプゲートにおいては、ポンプとして立軸ポンプ、横軸ポンプの何れを用いた場合でも、回転するポンプの羽根車の間を水が流れていく構造であるため、大きな塵芥を吸引すると羽根車に詰まりが生じ故障してしまう。このためポンプゲートの上流側には、大掛かりな除塵設備（自動除塵機等）を設置しなければならず、建設コスト、運転コストが高価なものとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、大きな塵芥でも排水することができて除塵設備を簡素化又は省略できるポンプゲートを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、水路を開閉するゲート自体に排水用のポンプを組み込み、ゲートによって水路を閉じた状態で前記ポンプを運転することにより閉じた水路の一方の側の水を排水するように構成してなるポンプゲートにおいて、前記ポンプは、回転することで流体に渦流を与える羽根車と、羽根車を回転駆動する駆動手段とを具備するボルテックスポンプであり、且つ前記ボルテックスポンプは、羽根車の回転軸が横軸になるように設置されることで羽根車の回転面がポンプゲートの面に対して略平行になるようにポンプゲートに取り付けられていることを特徴とする。
前記ボルテックスポンプゲートは、ポンプ流路を形成するケーシングを具備し、このケーシングの下部に設けた羽根車収納部内に前記羽根車を収納し、羽根車収納部の外側に前記駆動手段を取り付けたことを特徴とする。
前記駆動手段は、ポンプゲートの下流側の河川水に接する位置に設置されていることを特徴とする。
前記駆動手段は、前記ポンプ流路端部の吐出口の下方であって、この吐出口から吐出される排水がかかる位置に設置されていることを特徴とする。
前記羽根車の回転軸の軸取り付け角度を、水平よりも羽根車の吸込口側が下向きとなるように傾けることによって吸込口の位置を下げたことを特徴とする。
前記ボルテックスポンプの羽根車の材質を、弾性材料としたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の１実施形態にかかるボルテックスポンプゲート１００を示す斜視図であり、図２は前記ボルテックスポンプゲート１００を反対側から見た斜視図である。両図に示すようにボルテックスポンプゲート１００は、２台の同一規格のユニット型ボルテックスポンプ１０，１０を並列に接続固定し、その両側に枠部材４０，４０を取り付けて構成されている。そして両ユニット型ボルテックスポンプ１０，１０にそれぞれ１台ずつ取り付けられている排水用のポンプとしてボルテックスポンプＶが使用されている。以下各構成部品について説明する。
【０００８】
図３は一台のユニット型ボルテックスポンプ１０を示す図であり、図３（ａ）は概略側断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ‐Ａ概略断面図である。また図４は図１に示す状態の１台のユニット型ボルテックスポンプ１０においてその枠体３５の上流側の面を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【０００９】
図３，図４及び図１，図２に示すようにこのユニット型ボルテックスポンプ１０は、下流側が開放された箱型の枠体３５の裏面側の内部に、ポンプ流路（吸込流路２９と吐出流路３１）を形成するケーシング１５を取り付け、ケーシング１５の下部に突出する有底の羽根車収納部１７を設け、この羽根車収納部１７内に羽根車１９を収納し、羽根車収納部１７の外側に前記羽根車１９に接続されるように減速機２１を取り付け、減速機２１の上に水中電動機（駆動手段）２３を取り付け、前記枠体３５の羽根車１９に対向する部分に吸込口１４を設け、吸込口１４と羽根車１９の間にボルテックス空間Ｇを設けることで、ボルテックスポンプＶを構成している。吐出流路３１端部の吐出口２５には逆流防止弁（フラップ弁）２７が取り付けられている。
【００１０】
ここで前記羽根車１９はその回転軸２０が横軸（水平）になるように設置されることで、羽根車１９の回転面が枠体３５の面（即ちボルテックスポンプゲート１００の面）に対して略平行になるようにしている。このボルテックスポンプＶは羽根車１９の直径が大きいので、羽根車１９の回転軸２０が縦軸（垂直）になるように設置すると枠体３５の厚み（即ちボルテックスポンプゲート１００の厚み）がかなり厚くなり、重量が増し、その分ポンプゲート設備が大型化し、またポンプゲートの建設コストが増加してしまう。そこでこの実施形態においては、羽根車１９を前述のように設置し、これによって枠体３５全体（即ちボルテックスポンプゲート１００全体）の厚みを薄くし、その重量を軽量化し、ポンプゲート設備を小型化し、建設コストも減少したのである。
【００１１】
またこの実施形態における水中電動機（駆動手段）２３は、枠体３５の下流側の面から突出するように設置されることで下流側の河川水に接するように構成されていると同時に、前記逆流防止弁２７を開いて吐出口２５から吐出される排水がかかる位置、即ち吐出口２５の下方に設置されている。
【００１２】
そして図１に示す吊り上げ部材４１，４１の上部に設けた図示しない上下駆動手段によってこのボルテックスポンプゲート１００を水路１内に下降して水路１を閉じ、水路１内を下流側から逆流してくる水を遮断する。このとき逆流防止弁２７は閉じた状態のままである。一方上流側から流れてくる水を下流側に排水するため、図３に示す水中電動機２３を駆動して羽根車１９を回転すると、羽根車１９の前方のボルテックス空間Ｇに渦流が生じてその遠心力で揚水され、吸込口１４から吸い込まれた上流側の水は吸込流路２９と吐出流路３１を介して吐出口２５から逆流防止弁２７を開いて下流側に排水される。
【００１３】
ここで本発明においては排水用のポンプとしてボルテックス空間Ｇを有するボルテックスポンプＶを用いているので、大きな塵芥が水と共に吸込口１４から吸い込まれても、この塵芥は羽根車の間を通らず、ボルテックス空間Ｇにおいて遠心力を与えられてそのまま吐出流路３１に運ばれて排水されるので、大きな塵芥をもポンプに詰まることなくこれを排水できる。従ってこのボルテックスポンプゲート１００の上流側に、従来設置が必要であった大掛かりな除塵設備（自動除塵機等）の設置が不要になり、除塵設備を簡素化又は省略でき、これによって建設コスト、運転コストの低減化が図れる。
【００１４】
ところで以上のことから除塵設備を簡素化又は省略すると、このボルテックスポンプゲート１００によって塵芥などを排出する可能性が高くなり、羽根車１９には塵芥などが衝突する可能性が高くなる。そこで羽根車１９の材質として、従来の鋳物や鋼鈑製の他に、柔らかなラバーや合成樹脂等の弾性材料を用い、塵芥などが一時的に羽根車１９に詰まってポンプが急激に拘束された場合における減速機等の動力伝達部への衝撃やかじり付きを緩和するようにしてもよい。なお場合によっては羽根車１９の翼面だけを弾性材料で構成してもよい。
【００１５】
なお前記水中電動機２３は下流側の水に接しているのでこれによって冷却され、また吐出口２５から吐出された排水がかかることによっても冷却されるので、その冷却が効果的に行える。
【００１６】
上記実施形態では複数台（２台）のユニット型ボルテックスポンプ１０，１０を接続固定することでポンプゲートを構成しているので、水路によって異なるポンプゲートの幅や必要とされる排水量に応じて、同一規格のユニット型ボルテックスポンプ１０を必要な台数だけ１台又は複数台接続することで容易に対応できるばかりか、製造するユニット型ボルテックスポンプ１０は同一形状・構造のものを１種類又は少量の排水量，排水揚程の異なる種類だけ生産しておけば良いのでその設計・製造が容易になる。
【００１７】
しかしながら本発明はユニット型のものに限定されるものではなく、図５に示すように、ボルテックスポンプゲート１００−２を構成する１つの枠体３５−２の所望の位置にボルテックスポンプＶを取り付けてもよい。
【００１８】
また図６に示すボルテックスポンプゲート１００−３のように、羽根車１９の回転軸２０の軸取り付け角度を、水平よりも羽根車１９の吸込口１４側が下向きになるようにしてもよい。このように構成すれば、吸込口１４の位置を図１に示すものより下げることができ、ポンプ運転が可能な最低水位を低くすることができる。
【００１９】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば取り付けるボルテックスポンプの台数は、１台又は３台以上であっても良い。またポンプを駆動する駆動手段は、電動機以外に、油圧モータなど、他のどのような駆動手段であっても良い。また減速機は、必要な場合に取り付ければ良く、その伝達方式は、歯車方式、ベルト方式、チェーン方式など、どのような手段であっても良い。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼ポンプゲートの排水用ポンプとしてボルテックスポンプを用いたので、大きな塵芥でも排水することができ、除塵設備を簡素化又は省略でき、設備全体の小型化が図れるばかりか、メンテナンスも容易になり、建設コスト、運転コストのコストダウンも図れる。
【００２１】
▲２▼ボルテックスポンプの羽根車の回転軸が横軸になるように設置して羽根車の回転面がポンプゲートの面に対して略平行になるようにポンプゲートに取り付けたので、直径の大きい羽根車を有するボルテックスポンプであっても、ポンプゲート全体の厚みを薄く形成でき、その重量の軽量化が図れ、ポンプゲート設備が小型化し、建設コストも減少する。
【００２２】
▲３▼ボルテックスポンプの羽根車を回転駆動する駆動手段がポンプゲートの下流側の河川水に接するように構成したので、その冷却が効果的に行える。
【００２３】
▲４▼羽根車の回転軸の軸取り付け角度を、水平よりも羽根車の吸込口側が下向きとなるように傾けることによって吸込口の位置を下げた場合は、ポンプ運転が可能な最低水位を低くすることができる。
【００２４】
▲５▼羽根車の材質を弾性材料で構成した場合は、塵芥などによってポンプが急激に拘束された場合でも減速機等の動力伝達部への衝撃やかじり付きを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態にかかるボルテックスポンプゲート１００を示す斜視図である。
【図２】ボルテックスポンプゲート１００を反対側から見た斜視図である。
【図３】一台のユニット型ボルテックスポンプ１０を示す図であり、図３（ａ）は概略側断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ‐Ａ概略断面図である。
【図４】ユニット型ボルテックスポンプ１０の枠体３５の上流側の面を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図５】他の実施形態にかかるボルテックスポンプゲート１００−２を示す斜視図である。
【図６】他の実施形態にかかるボルテックスポンプゲート１００−３を示す断面図である。
【符号の説明】
１  水路
１００  ボルテックスポンプゲート
１０  ユニット型ボルテックスポンプ
Ｖ  ボルテックスポンプ
１４  吸込口
１５  ケーシング
１７  羽根車収納部
１９  羽根車
２０  回転軸
２１  直交軸減速機
２３  水中電動機（駆動手段）
２５  吐出口
２７  逆流防止弁（フラップ弁）
３５  枠体
１００−２  ボルテックスポンプゲート
１００−３  ボルテックスポンプゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003749401.tif 000006
【図６】
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