(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水口を有する水路の排水樋門に設置されるゲートポンプ設備であって、
前記排水樋門に開閉自在に設置されるゲートと、
このゲートに設けられたゲート排水口に設置され自然排水、又は強制排水可能な横形水中ポンプと、
この横形水中ポンプの吐出口側に設けられ自然排水のときに開き自然排水の流れに逆流するときに閉じる逆止弁と、
前記ゲート排水口に横に並列して前記ゲートに設けられた水中ポンプのないゲート第２排水口と、
このゲート第２排水口の吐出口側に設けられ自然排水のときに開き自然排水の流れに逆流するときに閉じる第２逆止弁と、
前記横形水中ポンプの吸込口側の前記ゲート排水口に開閉自在な制水扉を設けたことを特徴とする複式ゲートポンプ設備。
【請求項２】
請求項１に記載の複式ゲートポンプ設備において、
前記ゲート第２排水口の吸込口側に開閉自在な第２制水扉を設けたことを特徴とする複式ゲートポンプ設備。
【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、水路等の排水樋門に設置されるゲートポンプ（登録商標）設備に関する。更に詳しくは、ポンプ本体内を通る自然排水を制水した場合であってもゲートの自然排水を可能としたゲートポンプ設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海と河川の境界部あるいは本川と支川との境界部に設けられる排水桶門のゲートは、通常は水位が高い上流の水を下流に流すため開放されているが、例えば下流の本川の水位が高くなって逆流する場合は閉じなければならない。通常はこのように支川側（内水側）の水位が本川側（外水側）の水位より高くなっており、支川側から本川側に向かって自然排水が行われる。
【０００３】
また、逆に本川側の水位が支川側の水位より高くなり逆流する場合は、排水樋門のゲートを閉じ、ポンプで強制的に排水を行っている。従来から自然排水はゲートを開いて行い、逆流（内水側水位が規定以上になるとき）のときはポンプで強制排水を行っている。本川側と支川側との水位差が頻繁に交互に変わるような場合、例えば、降雨の場合は本川側の水位と支川側の水位との差が不安定になるが、その場合でも、その都度ゲートの開閉動作を繰り返し行っている。
【０００４】
このように本川側と支川側の水位の差が微妙で交互に高低を繰り返し、高低差の一定しない不安定な状態においても、通常は支川側の水位が高くなればゲートを開いて自然排水を行い、本川側の水位が高くなればゲートを閉じて強制排水を行っている。しかしこのような不安定の状態の場合は、開閉動作が多く頻繁に行わねばならないので、操作上問題である。
【０００５】
また、頻繁に操作を繰り返すことで、逆流の際、逆止弁に塵芥類が絡みついたときには逆流を防止できず、また、逆流してきた塵芥類がポンプ内に侵入しポンプを損傷させてしまうトラブルも生じていた。このようなトラブルの際、修復作業は、危険の多い困難な作業を伴っていた。ゲートを頻繁に開閉せずに自然排水ができ、逆流の際にはポンプへの塵芥類侵入を確実に防止し、またそのおそれのないゲートポンプ設備が要望されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述のような背景のもとに創案されたもので、以下の目的を達する。
【０００７】
本発明の目的は、ポンプ内排水によりポンプを自然排水可能なように構成し、排水樋門のゲートの開閉頻度を減らしたゲートポンプ設備の提供にある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ポンプ内排水による自然排水を制水しても自然排水を可能とするゲートポンプ設備の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。即ち、本発明の複式ゲートポンプ設備は、排水口を有する水路の排水樋門に設置されるゲートポンプ設備であって、前記排水樋門に開閉自在に設置されるゲートと、このゲートに設けられたゲート排水口に設置され自然排水、又は強制排水可能な横形水中ポンプと、この横形水中ポンプの吐出口側に設けられ自然排水のときに開き自然排水の流れに逆流するときに閉じる逆止弁と、前記ゲート排水口に横に並列して前記ゲートに設けられた水中ポンプのないゲート第２排水口と、このゲート第２排水口の吐出口側に設けられ自然排水のときに開き自然排水の流れに逆流するときに閉じる第２逆止弁と、前記横形水中ポンプの吸込口側の前記ゲート排水口に開閉自在な制水扉を設けたことを特徴とする。
この構成は、ゲートが閉じた状態で、自然排水の流れに逆流するとき、横形水中ポンプをトラブルにより制水状態にしても、下流の水位が下がればゲート第２排水口によって自然排水が可能である。制水扉は、自然排水の流れに逆行する流れを確実に防止することができる。
【００１１】
更に、前記ゲート第２排水口の吸込口側に開閉自在な第２制水扉を設けてもよい。前記逆行する流れを更に確実に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本発明のゲートポンプ設備の全体構成を示した正面図である。図２は、水中ポンプ取り付け部分を示す側面図で、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図３は、ゲート第２排水口部分を示す側面図で、図１のＢ−Ｂ断面図である。図４，図５はその詳細を示した図である。図６は、図１のＣ−Ｃ断面図で、図の左半分は水中ポンプ等の外観を示し、図の右半分はポンプ等の断面を示している。
【００１３】
ゲートポンプ設備の基体である排水樋門１に各装置が設けられている。コンクリートで構成される門体２の上部には、扉体４（ゲート）を開閉する開閉装置３が取り付けられている。扉体４は上下方向に移動して開閉されるように構成され、ラック棒５を介して開閉される。通常扉体４は、支川側の河川等の水路イと、本川側ロの境界部に設置されている。通常、水はイからロの方向に自然流として流れ排水される。門体２は略四角形状の門を構成し、下部中央部が排水口６になっている。扉体４は矩形状の排水口６を有するこの門体２に収まる状態で設けられている。
【００１４】
この門体２に扉体４のガイド、及び水密のための戸当金具７と下部戸当金具８がコンクリートに埋設されている。また、扉体４には、ポンプ９が搭載されている。ポンプ９を搭載した扉体４の上部には、吊り金具１０が取り付けられている。開閉装置３と吊り金具１０の吊りピン１０ａとは、ラック棒５により連結されている（図４参照）。
【００１５】
扉体４の開閉操作は、開閉装置３によりラック棒５を介して行われる。また、支川側の水路イの上流には、図示しない除塵機が設けられ、支川の上流から流れてくる流木等の塵芥類を除去し、ポンプ９への塵芥類の侵入を防止している。扉体４は２つのラック棒５により支持され、門体２の戸当金具７に沿って上下方向に移動可能に設置されている。
【００１６】
ラック棒５は、門体２の上部に固定されている開閉装置３により駆動され上下方向に移動する。このラック棒５の移動構造は詳細に図示していないが、公知の手段、例えば歯車等で構成される駆動手段をハンドルで操作、あるいはモータ駆動等で行う。このラック棒５の上端部は門体２の上部に設けられたカバー１１に被覆されている。扉体４の吐出側に横形水中ポンプで構成される２台のポンプ９が取り付けられている。
【００１７】
通常の流水は上流のイ側（内水側）から下流のロ側（外水側）に流れており、この場合扉体４は、開閉装置３によって開放状態になっている。台風等によりロ側の水位がイ側より異常に高くなって逆流する場合は、扉体４が開閉装置３により閉じられる。ポンプ９の吐出側には、水平軸を支点に上下方向に揺動するフラップ型の逆止弁１２が設けられている。
【００１８】
イ側とロ側の水位に高低差があまりないような場合は、扉体４を閉じた状態でポンプ９のみで、自然排水を行うことも可能である。この場合、逆止弁１２は流水の圧力で揺動し上方に持ち上げられ開放状態となる。ロ側の水位がイ側より高くなり逆流するときは、このフラップ型のゲートを構成する逆止弁１２が流水の圧力で、逆に揺動してポンプ９の吐出口を塞ぎ、流水がポンプ内に逆流するのを防止している。
【００１９】
流水には、流木やビニール等の塵芥類が混在しており、この塵芥類が、ポンプ９により強制排水を行った直後に、ポンプ吐出口の逆止弁１２に噛み込むことがある。また、外水側に浮遊している塵芥類による衝突等によって、ポンプ部分に異常が発生することもある。このようにゲートポンプ設備のトラブルで逆止弁１２等の装置が機能せず、外水側の流水が内水側に絶えず流れ込むおそれがある。本発明は、このトラブルでポンプが破損することを防止する点にあり、ポンプ側の水流を遮断しても自然排水を可能とする構成を実現したことにある。
【００２０】
次にこのような問題点を解決するための本発明の具体的な構成について、前述の図に図７以下の図を加え詳細に説明する。扉体４にポンプ用に設けられたゲート排水口４ａの吸い込み口１３側壁面に、上下方向に移動可能な制水扉１４が設けられている。即ち、扉体４に第２の扉体に相当する制水扉１４が搭載され、ともに開閉可能な親子扉の形態をなしている。この制水扉１４は、扉体４に設けられた案内溝１５に沿って上下方向に移動する。この移動は開閉動作であり、この動作は門体２の上部に設けられた第２の開閉装置１６によって、スピンドル１７を介して行われている。
【００２１】
このスピンドル１７は回転自在のねじ体を構成している。図８で示すように、扉体４の上部にスピンドル受け部材１８が設けられており、このスピンドル受け部材１８はスピンドル１７に設けられたスラスト受け１９をスラストケース２０内のスラストメタル２１で支持した構成のものである。一方、制水扉１４の上端には雌ねじ体２２が設けられていて、スピンドル１７のねじ部１７ａと噛み合っている。
【００２２】
即ち、このスピンドル１７のねじ部１７ａは台形ねじであり、スラスト受け１９から下方に設けられていて、このねじ部１７ａの端部は制水扉１４の上部に設けられた雌ねじ体２２の雌ねじ２４に噛み合っている。この雌ねじ２４は、雌ねじケース２３によってカバーリングされている。制水扉１４の中央部は、円筒状のスピンドルケース２５が設けられていて、制水扉１４の上下方向の開閉動作によってスピンドル１７のねじ部１７ａが通過するための空間部２５ａを形成している。
【００２３】
また、スピンドル１７のスラスト受け１９から上部は、ねじ部１７ａは形成されていない。スピンドル１７のスラスト受け１９から上部の断面は、四角形あるいは六角形の形状をなしている。制水扉１４が扉体４とともに移動するときは、扉体４に搭載されているスピンドル１７も一緒に移動する。門体２の上部には、スピンドル１７を回転させる装置が、例えば図示していないが公知のステムブッシュ等を有する装置が固定されており、このスピンドル１７は、この装置との間で相対的に摺動しながら回転するようになっている。
【００２４】
このスピンドル１７の上部部分は、四角形あるいは六角形の形状以外に、丸棒形状にキー溝が設けられた構成でもよい。ハンドル等の操作側のキーを回転させ、キー溝との相対摺動動作でスピンドル１７を相対移動させてもよい。また、このスピンドル１７には、ラック棒５との間に振れ止め部材１７ｂが設けられている（図１、及び図２参照。）が、この振れ止め部材１７ｂは、ラック棒５，スピンドル１７の長さが長い場合に、座屈強度の関係で設けられるものであり、通常の場合には設けられない。扉体４上においてスピンドル１７は軸方向には移動せず回転のみ行う構成になっているので、スピンドル１７が回転すると、雌ねじ体２２との螺合で制水扉１４は上下方向に相対移動する。
【００２５】
図４、及び図８の状態は、制水扉１４が下方に下がって吸い込み口１３を塞ぎ閉じた状態を示している。制水扉１４を開放するときは、スピンドル１７を逆に回転させ制水扉１４を上方に移動させる。図４の鎖線位置が開放状態の位置を示している。制水扉１４は各ポンプ９毎に設けられ、この制水扉１４の上部中央にスピンドル１７が設けられている。
【００２６】
このスピンドル１７の上部が第２の開閉装置１６に連結しており、扉体４の開閉と同様な開閉動作をこの制水扉１４に対して行う。この制水扉１４の開閉操作は、ポンプ９に付随する個々の制水扉１４に対し単独に行うこともでき、また、２つの制水扉１４を同時に開閉させることも可能である。スピンドル１７の上端部は、ラック棒５の場合と同様に門体２上部に設けられたカバー２６により被覆されている。
【００２７】
ポンプ９側の制水装置はこのような構成で、制水扉１４が扉体４に取り付けられており、もしポンプ９側にトラブルが生じ逆止弁１２等に塵芥類が絡み付き逆流で侵入したときは、最初にポンプ９の操作で強制排水を繰り返して絡み付いたものを除去を試みる。この試みても塵芥類の除去が出来ないときは直ちにこの制水扉１４を閉じ逆流を防ぐ。閉じた後は、ポンプ９の周りに流れが生じないので、安全な作業ができる。塵芥類を逆止弁１２等から取り除くか、又はポンプ９の修理等を行うことができる。この処置が済んだ後、再び制水扉１４を開き、ポンプ９の排水運転を行う。
【００２８】
以上ポンプ側の制水扉について説明したが、扉体４には２つのポンプ用ゲート排水口４ａに挟まれた並列位置にゲート第２排水口４０が設けられており、このゲート第２排水口４０の位置にはポンプは設置されていない。このゲート第２排水口４０の吸い込み口側に、前述の制水扉１４と同様構造の第２制水扉４１が設けられている。この第２制水扉４１も扉体４に設けられた案内溝に沿って、前述の制水扉１４の操作とは関係なく、第３の開閉装置４２により上下方向に開閉移動する。この第２制水扉４１の開閉操作はスピンドル４３を介して行われる。
【００２９】
即ち、このスピンドル４３の先端部はねじ体４３ａとなっており、第２制水扉４１に設けられた雌ねじ体４４に噛み合っている。このスピンドル４３がスピンドル受け部材４５に支持されているので、スピンドル４３が回転すると第２制水扉４１は上下方向に移動し第２排水口４０を開閉する。このスピンドル４３の上部は、前述同様にスピンドルカバー４６が設けられている。
【００３０】
また、図５、図１１、及び図１１のＺ矢視図である図１２に示すように、ゲート第２排水口４０の吐出口側には、戸当り金具４７が取り付けられていて、この戸当り金具４７の取り付け面と反対の外水側は下部が幅広い傾斜面をなしている。この傾斜面にフラップゲート４８（第２逆止弁）が取り付けられ、傾斜面上部の吊り金具４９ａ、及びフラップゲート４８に取り付けられた吊り金具４９ｂの連結によって揺動自在となっている。
【００３１】
戸当り金具４７を傾斜面にしたのは、フラップゲート４８のすわりと密封性をよくするためである。このフラップゲート４８は吊り金具４９ａ、４９ｂを連結しているピン４９ｃを支点に揺動自在であり、内水側イから外水側ロへの自然排水のときはその水圧で開放し、外水側ロから内水側イへ逆流するときはその水圧で閉じる構成になっている。
【００３２】
通常の自然排水のときは、この第２制水扉４１は開放されている。フラップゲート４８は自然排水の水圧によって開くので、第２排水口４０の水の流れは確保される。従って、仮にポンプ９側の制水扉１４が閉じた状態であっても、この設備の自然排水は可能である。逆流の際、塵芥類がこのフラップゲート４８にからみついて逆流を防止出来ないときは、第２制水扉４１を閉じればよい。この状態のときは全てのゲートが閉じるので完全に逆流を防止することができる。排水の流れ状況によって使用形態を変えればよい。
【００３３】
次に水密装置２７について説明する。制水扉１４の水密は、ポンプ９側のポンプ吸い込み口１３よりの水圧によって行われる。制水扉１４は、図７に示すように、スキンプレート２８に横桁２９と縦桁３０を溶接した構造体で、スキンプレート２８がポンプ９側に相対している。また、制水扉１４の下端には、この制水扉１４が下方に移動したとき、からみついた塵芥類を切断できるように刃部材３１が取り付けられている。
【００３４】
扉体４には制水扉１４を昇降させる案内溝１５が戸当たり金具３２で補強された状態で設けられていて、この案内溝１５には摺動板３３が取り付けられ、制水扉１４の一部を挟持する状態で案内するようになっている。この摺動板３３とスキンプレート２８との間に水密ゴム３４が設けられている。この水密ゴム３４がスキンプレート２８に押さえ金具３５を介してボルト３６締めされ、制水扉１４のサイドの水密装置２７を構成している。
【００３５】
また、この水密装置２７を完全なものとするため、制水扉１４を摺動板３３側に押圧するクサビ３７が設けられている。一方、図８、及び図８のＸ矢視図である図９に示すように、制水扉１４の上下端部にも水密ゴム３８ａ、３８ｂが取り付けられており、前述のサイドの水密装置２７と合わせ、この制水扉１４の吸い込み口１３側周囲が全て水密される構成になっている。
【００３６】
第２制水扉４１にも扉体４との間に水密装置５０が設けられていて、その構成は前述の制水扉１４の場合と全く同様になっているので、詳細説明は省略する。また、第２制水扉４１のフラップゲート４８側にも水密装置５１が設けられ、フラップゲート４８が閉じたとき逆流を完全に防止する。図１１に示すように、フラップゲート４８のスキンプレート５２に水密ゴム５３が押さえ金具５４を介してボルト５５により固定されている。フラップゲート４８が閉じたとき、この水密ゴム５３が戸当り金具４７の傾斜面に当接して密着される。
【００３７】
更に、扉体４にも水密装置３９が設けられていて、図８、及び図８のＹ矢視図である図１０に示すように門体２の排水口６上部を水密している。図示はされていないが、排水口６のサイドの部分も水密されている。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の対象はこれに限定されるものではないことはいうまでもない。ゲート第２排水口の位置は、必ずしもポンプに挟まれる必要はなく、排水路中であれば離れた位置でゲートに設けられた構成でもよい。また、逆止弁、及び第２逆止弁をフラップゲートとして説明したが、他の形式、例えばマイター型のゲートであってもよい。更に、幅の広い排水路においては、ゲート排水口、及びゲート第２排水口を複数個設けてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、ゲートポンプを自然排水可能なように構成し、ゲートの開閉頻度を減らしたので、ゲート操作が簡易化した。また、このゲートにポンプのない排水口を設けたことで、排水流と逆流が交互に頻繁にあるような場合に、ポンプのトラブルでポンプ側を制水しても、設備の自然排水は継続して行うことができる。従って水流管理が簡素になり維持のし易い構成の設備となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の複式ゲートポンプ設備の全体を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図で、制水扉が開放されポンプ部分の自然排水状態を示す。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ断面図で、第２制水扉が開放されフラップゲートが閉じている状態を示す。
【図４】図４は、図２のポンプ部分のゲートを示し、制水扉が閉じたときの詳細断面図である。
【図５】図５は、図３の第２制水扉、及びフラップゲートを示すゲート詳細断面図である。
【図６】図６は、図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は、制水扉部の水密装置を示す部分断面図である。
【図８】図８は、制水扉の詳細を示す断面図である。
【図９】図９は、図８のＸ矢視図である。
【図１０】図１０は、図８のＹ矢視図である。
【図１１】図１１は、フラップゲートの詳細を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＺ矢視図である。
【符号の説明】
１…排水樋門
２…門体
３…開閉装置
４…扉体
４ａ…ゲート排水口
９…横形水中ポンプ
１２…逆止弁
１４…制水扉
１７…スピンドル
２７…水密装置
４０…ゲート第２排水口
４１…第２制水扉
４８…フラップゲート
【図１】
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【図２】
0003694466.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003694466.tif 000008
【図８】
0003694466.tif 000009
【図９】
0003694466.tif 000010
【図１０】
0003694466.tif 000011
【図１１】
0003694466.tif 000012
【図１２】
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