(57)【要約】【課題】ゲートに対して、その種類を選ばず、簡単な工事で構築できる排水システムを提供する。【解決手段】排水システム１は、水路を開閉するゲート２と、ゲート２に水路から外部へのみ通水するように設けられたフラップ弁３と、水路内に水路に沿うと共に一端の吐出口がフラップ弁３に対峙するように設けられた排水圧送管４と、排水圧送管４の他端に設けられ排水圧送管４に水路内の水を送り込むための水中ポンプ５と、を備える。【選択図】図１
2006249863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を開閉するゲートと、
上記ゲートに上記水路から外部へのみ通水するように設けられたフラップ弁と、
上記水路内に該水路に沿うと共に一端の吐出口が上記フラップ弁に対峙するように設けられた排水圧送管と、
上記排水圧送管の他端に設けられ該排水圧送管に上記水路内の水を圧送するための水中ポンプと、
を備えたことを特徴とする排水システム。
【請求項２】
請求項１に記載された排水システムにおいて、
上記排水圧送管の一端部が、先端に行くに従って縮径するように形成されたディフューザ部であることを特徴とする排水システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された排水システムにおいて、
上記ゲートは、上記排水圧送管の吐出口から吐出される圧送流を該ゲートの通水口に導くためのガイド部材が設けられていることを特徴とする排水システム。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載された排水システムにおいて、
上記排水圧送管は、上記水中ポンプが着脱可能に取り付けられており、且つ、縦型水中ポンプ及び横型水中ポンプのいずれをも取付可能に構成されていることを特徴とする排水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、水路に設けられて水路内の水を河川、湖又は池等へ排水するための排水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用等の水路が河川に通じているところでは、一般に、水路と河川との境界部にゲートが設置されている。そして、これにより、水路内の水量の調節が行われる。つまり、農地等に水が必要な場合には、ゲートを閉じて水路に水を蓄える一方、農地等に水が十分に行き渡っていたり、或いは、降水量が多い場合には、ゲートを開いて河川へ自然流として水路内の水を排出する。
【０００３】
ところで、台風等による集中豪雨時には、水路及び河川の水位が急上昇する。このような時にゲートを全開したとしても、水路内の水を十分に河川へ排出することができないことがある。また、場合によっては、水路内の水を河川へ排出するどころか、水路よりも河川の方が水位が高いために、逆に河川の水が水路へ流れ込んで溢れてしまい、付近の家屋が浸水してしまうという被害が起こることもある。
【０００４】
このような被害を防ぐ手段として、河川の水位が水路の水位よりも高くなっても排水を行うことができるように水路に排水システムが設置されている。
【０００５】
図９は、従来の排水システム４９の一例を示す。
【０００６】
この従来の排水システムは、河川５０に通じる水路５１の下流端に自然流下ゲート５２が設けられている。そして、水路５１から分岐して河川５０側に延びた流入水路５３が設けられており、その流入水路５３には、水路５１内の塵芥等を水路外へ取り除くための除塵スクリーン５４、水中ポンプを設けた排水圧送部５５、及び、排水圧送水路５６が上流側から順に設けられている。排水圧送水路５６の先端には、河川５０との間を仕切る排水圧送流下ゲート５７が設けられている。
【０００７】
この排水システム４９では、台風等で河川５０の水位が急上昇した際には、河川５０から水路５１への水の逆流を防ぐために、自然流下ゲート５２を閉じて排水圧送流下ゲート５７を開き、流入水路５３に導かれた水を排水圧送部５５の水中ポンプにより排水圧送水路５６へ圧送して河川５０へ強制排水する。
【０００８】
ところが、この排水システム４９は、水路５１とは別に流入水路５３や排水圧送水路５６等を設けなければならず、それらの水路用地が必要であり、また、設備費及び工事費が高くなるというで問題がある。
【０００９】
そのため、近年では、流入水路５３や排水圧送水路５６等を不要とするために、水中ポンプをゲートに取り付けたポンプゲートを水路の下流端に設置した排水システムが利用されるようになってきている。
【００１０】
例えば、特許文献１には、このような排水システムに用いられるゲートポンプとして、河川等を横断して設けられるゲートの扉体に固定配置されるものであって、環状の開口から吸い込んだ水流を、前置案内羽根により周方向に旋回することで、羽根車の入口の水流に負の方向の回転成分が予め付与され、さらに案内羽根による加速により、羽根車の出口で正方向の回転となり、この正方向の回転成分が円錐拡大管である吐出管により適度な旋回流れを起こして軸方向長さを短く保ちながら、しかも良好な圧力回復を実現する高速ゲートポンプが開示されている。そして、これによると、従来のゲートポンプに比べて、コンパクト化、省スペース化、低コスト化を図ることができる、と記載されている。
【００１１】
また、特許文献２には、一方の水路と他方の水路との間を仕切って水流を堰き止めるゲートと、当該ゲートの一方の水路側に設けられた吸込口と、ゲートを閉鎖した状態で吸込口から一方の水を吸い込んで他方の水路側に排水する水中ポンプとを有しており、水中ポンプを配設する揚水管を、ゲートの補強部材と兼用するようにしたゲート設備を有する排水システムが開示されている。そして、これによると、構造を格段と簡略化し、安価でメンテナンス性を実用上十分に向上し得るゲート設備を提供することができる、と記載されている。
【００１２】
さらに、特許文献３には、水流に対し平行にして水中に配置固定される筒体内に、モーター軸にスクリューを取り付けた水流加速ユニットを配備し、水流加速ユニットの動作に伴い、筒体内に増速された下流向きの水流が発生するようにした水流増速装置が開示されている。そして、これによると、河川を取り巻く種々の環境に拘束されることなく構築することができ、河口等の流水抵抗の大きな河川部分において、流速の低下を補い、以て大雨による河川の増水、氾濫を防止することのできる水流増速装置を提供することができる、と記載されている。
【特許文献１】特開2001-304190号公報
【特許文献２】特開2002-356836号公報
【特許文献３】特開2003-184784号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１及び２に示されるような排水システムでは、水中ポンプの一部をゲートの扉体の内部に取り込んでいるため、ゲートがその体積以上の内空部を有さなければならない。また、ゲートに水中ポンプを取り付ける際、水中ポンプの重量や振動に耐え得るだけのゲートの重量や扉厚が必要である。従って、既設のゲートに対して、そのゲートの重量が小さい、又は、扉厚が薄い場合には、このような水中ポンプを取り付けることができない。さらに、ゲートを昇降させる機構もこれに合わせて大型となるため、既設ゲートが小型の場合等は、既設ゲートを撤去し、新規にゲートの設置から土木工事を行わなければならず、工期が長くなり、加えて工事費が高くなってしまうという問題がある。
【００１４】
また、上記特許文献３に示されるような水流増速装置による排水システムでは、水路にゲートの無いことを前提としているため、台風時等、上記水流増速装置による排水流に比べて河川の水流の勢いの方が強い場合、河川からの水の逆流を防止できないという問題がある。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゲートに対して、その種類を選ばず、簡単な工事で構築できる排水システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に係る発明は、
水路を開閉するゲートと、
上記ゲートに上記水路から外部へのみ通水するように設けられたフラップ弁と、
上記水路内に該水路に沿うと共に一端の吐出口が上記フラップ弁に対峙するように設けられた排水圧送管と、
上記排水圧送管の他端に設けられ該排水圧送管に上記水路内の水を圧送するための水中ポンプと、
を備えた排水システムであることを特徴とするものである。
【００１７】
上記の構成によれば、既設ゲート及び水路に排水システムを構築する場合、既設ゲートに新たに水中ポンプを取り付けるのではなく、水中ポンプを水路内に設けるため、既設ゲートが水中ポンプを取り付けた場合に水中ポンプの重量や振動に耐え得るだけの重量や扉厚を有しないものであってもよい。
【００１８】
また、ゲートの扉体の昇降機構も改造する必要がなく、水中ポンプの設置に伴う新たなスペースを設ける必要もない。
【００１９】
さらに、ゲートに水路から外部（河川等）へのみ通水するようにフラップ弁が設けらており、水路内に設けられた水中ポンプから圧送された水が排水圧送管を通って、排水圧送管に対峙するこのフラップ弁を押圧するため、フラップ弁を外部へ開くことにより、水路内の水を排水することができる。一方、水中ポンプの運転を停止すると、水路内の水位が外部の水位より低い場合は、フラップ弁はその自重と外部からの水圧により自動的に閉じられるため、外部から水路への水の逆流が防止されるとともに、水路から外部への排水を停止することができる。従って、既設ゲートに新たに排水システムを構築する場合、既設ゲートに対してこのようにフラップ弁を設けるだけでよく、既設ゲートを取り壊して新たなゲートを取り付けるといった大がかりな土木工事が不要となるため、工期が長くなることや、工事費が高くなること等の問題も生じない。また、本排水システムは、既設ゲートに設ける場合のみならず、ゲートを新設する場合にも同様の効果が得られる。すなわち、ゲートに水中ポンプを取り付けなくてよいため、扉体の重量、扉厚はどのようなものであってもよく、さらに水中ポンプ取付機構や昇降機構を備えなくても良い簡単な構成のゲートを設置すればよいので、工期が長くなることや、工事費が高くなること等の問題が生じない。
【００２０】
ここで、フラップ弁とは、一方向にのみ開閉するヒンジ付きのフラップを備えた弁をいう。
【００２１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された排水システムにおいて、
上記排水圧送管の一端部が、先端に行くに従って縮径するように形成されたディフューザ部であることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、水中ポンプから圧送され、排水圧送管の中を通ってきた水が、排水圧送管の先端部に形成されたディフューザ部により、その速度エネルギーを圧力エネルギーに漸次変換され、フラップ弁めがけて圧送される。従って、排水圧送管の中を通る間に低下してしまった水の圧力をここで上昇させ、それによってフラップ弁に対して勢いよく噴出することができる。ここで、ディフューザとは、高速かつ低圧の流体の流れを低速かつ高圧の流れに変換するダクトあるいはその部分をいう。
【００２３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載された排水システムにおいて、
上記ゲートは、上記排水圧送管の吐出口から吐出される圧送流を該ゲートの通水口に導くためのガイド部材が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、排水圧送管の吐出口から拡がって流れ出てくる圧送流を、ゲートに設けられたガイド部材によりゲートの通水口に導くことができる。このため、水中ポンプから圧送されて排水圧送管を通ってくる圧送流のほぼすべてを、ゲートの通水口から排水させることができる。従って、排水システムの排水効率が良好となる。
【００２５】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された排水システムにおいて、
上記排水圧送管は、上記水中ポンプが着脱可能に取り付けられており、且つ、縦型水中ポンプ及び横型水中ポンプのいずれをも取付可能に構成されていることを特徴とする。
【００２６】
上記の構成によれば、まず、水中ポンプが排水圧送管に着脱可能に取り付けられているため、水中ポンプの修理や点検の際、水路から水中ポンプのみを引き上げることができ、修理等の作業を迅速かつ簡便に行うことができる。また、縦型水中ポンプ及び横型水中ポンプのいずれをも取付可能に構成されているため、水路の形状等の理由でコンパクトな排水システムにしたい場合は縦型水中ポンプを利用し、水路の水位が低いときに排水したい場合は横型水中ポンプを利用するなど、水路内における種々の状況に広く対応することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、ゲートに対して、その種類を選ばず、簡単に排水システムが構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態に係る排水システムを図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
また、本排水システムは、湖や池等への農業用水等の排水に用いてもよいが、この実施形態では、河川へ通じる水路に設置される排水システムについて説明する。
【００３０】
（排水システムの構成）
図１は、本発明の実施形態に係る排水システム１を示す。
【００３１】
この排水システム１は、ゲート２、フラップ弁３、ガイド部材６０、排水圧送管４、縦型水中ポンプ５、及び、除塵スクリーン６で構成されている。
【００３２】
ゲート２は、水路７と河川８との境界部に設けられ、水路７側と河川８側とを区画する扉体９と、その扉体９の両側辺に沿って立設された扉体側柱（不図示）とからなる。ここで、ゲート２は、排水システム１の構築に際して新設したものであっても、また、既設されていたものであってもよい。
【００３３】
扉体９は、昇降モーターを備えた扉体昇降機構１０により扉体側柱に沿って上下に昇降するように構成されている。また、扉体９は、その厚さや重量等に制限がなく、どのような種類の扉体であってもよい。
【００３４】
扉体９には、排水口１１が設けられている。排水口１１は、その形状がどのようなものであってもよく、設置位置が扉体９のなるべく下方部であるのがよい。水路の水位より排水口１１の設置位置が低ければ河川への自然排水が容易となるため、河川よりも水路の水位が高い場合の自然排水に好都合だからである。また、排水口１１は、後述のフラップ弁３が閉じた時の衝撃を低減するため、図２に示すように、河川８側の開口部が上下方向から所定角度上向きに傾いて形成されている。ここで、この傾斜角度は、１５度程度が適当であるが、これに限らず、フラップ弁３の自重によって排水口１１を閉じることができる角度であれば、何度であってもよい。
【００３５】
フラップ弁３は、図２に示すように、ゲート２に設けた排水口１１の河川８側の開口部の上端にヒンジで軸支された略円形状の弁体である。フラップ弁３は、排水口１１からの水漏れを規制するように開口部全体に蓋できる大きさに形成されている。これにより、フラップ弁３は、水路７側から河川８側への所定水圧以上の水流に対しては開状態となって水路７から河川８に通水する一方、河川８側から水路７側への水流に対しては閉状態となって河川８から水路７への通水を規制する。
【００３６】
排水圧送管４は、図１に示すように、水路７に沿うように水路７内に設置された細長形状の円筒管で構成されている。また、排水圧送管４は、一端（先端とする）の吐出口１３がフラップ弁３に対峙するように設けられている。この排水圧送管４の先端はフラップ弁３に接近していればいるほどよい。さらに、排水圧送管４は、その一端部が先端に行くに従って縮径するように形成されたディフューザ部１４となっている。また、排水圧送管４は、図１に示すように、その中央部が水路７内に立設された棒状の支持部材１４により支持されて水路底に固設されていると共に、後端部が水路底に設置された排水圧送管載置台１５に載置されている。排水圧送管４は、後端部上部に、水路７の幅方向に配設され、各々、上下方向に延び且つ上端が水路から出て堤防に固定された２本の昇降ガイドレール１６，１６が取り付けられている。また、排水圧送管４は、図３に示すように、後端にフランジ１７が設けられており、このフランジ１７の上部に排水圧送管４の径方向外側へ向かうほど後方へ傾斜する傾斜面１８が形成されている。なお、排水圧送管４は、これらの２本の昇降ガイドレール１６，１６を設置するスペースを確保する必要があるため、図１に示すように、ゲート２付近に堤防１９等の障害物がある場合には、その障害物の水路に亘る長さ以上の全長が必要である。
【００３７】
ガイド部材６０は、図２に示すように、ゲートの通水口の水路側に取り付けられ、逆U字型に形成されている。また、ガイド部材６０は、排水圧送管４の先端部を覆うように設けられている。ここで、ガイド部材６０の形状は、逆U字型でなくてもよい。
【００３８】
縦型水中ポンプ５は、図４に示すように、羽根車２０と、羽根車２０を覆うポンプケーシング２１と、羽根車２０を回転させるモーター（不図示）を有する密閉型のモーター部２２と、により構成されている。モーターは、中心部にモーター軸方向に延びるモーター駆動軸２３が設けられている。ポンプケーシング２１は、円盤状ケーシング部２５と円筒状ケーシング部２６とにより構成されている。円盤状ケーシング部２５は、羽根車２０を覆うように、かつ、羽根車２０との間に環状の空間２７が形成されるように設けられている。また、円盤状ケーシング部２５は、側壁に、吸引した水を排水圧送管へ吐出する吐出口２８が形成されている。円筒状ケーシング部２６は、円盤状ケーシング部２５に連通して形成されており、一端に水路内の水が吸引される吸引口２９が設けられている。
【００３９】
縦型水中ポンプ５のポンプケーシング２１は、図３に示すように、その吐出口２８の開口部上部に、係合部材３０が設けられている。係合部材３０は、排水圧送管４のフランジ１７に係合した第１係合部３１と、２本の昇降ガイドレール１６，１６に係合した第２係合部３２とにより構成されている。第１係合部３１は、下方に開口した略断面コ字形状に形成されており、その基端部３４がポンプケーシング２１の吐出口２８の開口部上部に取り付けられ、先端部３３が縦型水中ポンプ５の外側に突出している。そして、その先端部３３は、その内面３５が傾斜面３５に形成され、それが排水圧送管４のフランジ１７に形成された傾斜面１８に当接係合している。第２係合部３２は、第１係合部３１の上側に設けられている。また、第２係合部３２は、その両端部分（図における水路の幅方向の両端部分）に、昇降ガイドレール１６，１６に係合する凹部が設けられている。
【００４０】
モーター部２２は、その上面中央部に、縦型水中ポンプ５をクレーンでつり上げるためのチェーン３６の一端が取り付けられている。
【００４１】
縦型水中ポンプ５は、上記のような縦型水中ポンプでなく、図５に示すような横型水中ポンプ３７であってもよい。横型水中ポンプ３７は、縦型水中ポンプ５と同様、羽根車３８と、羽根車３８を覆うポンプケーシング３９と、羽根車４０を回転させる水中モーターを有する密閉型の水中モーター部４０と、を備えている。また、各部の構成も縦型水中ポンプと同様であるが、横型水中ポンプ３７は、水路内の水を吸引する吸引口４１と、吸引した水を排水圧送管４へ吐出する吐出口４２とが同軸上に設けられている点で、縦型水中ポンプと異なっている。その他、縦型水中ポンプと同様に、排水圧送管４のフランジ１７と２本の昇降ガイドレール１６，１６にそれぞれ係合する第１係合部４３及び第２係合部４４も備えている。従って、縦型水中ポンプ及び横型水中ポンプのいずれもが、その係合部材を排水圧送管４のフランジ１７の傾斜面１８に係合させることで、排水圧送管４に着脱可能な構造となっている。
【００４２】
除塵スクリーン６は、図１に示すように、縦型水中ポンプ５の上流側の水路７内に水路７を仕切るように設けられている。除塵スクリーン６は、レーキ型定位置スクリーン、レーキ形移動式スクリーン、ネット形スクリーン等どのようなものであってもよい。ここで、レーキ形定置式スクリーンは、水路毎に独立した掻き揚げ装置を有し、逆転可能な構造のものであり、駆動装置、ガイド、レーキ、レーキチェーン、軸、スプロケット、バースクリーン等から構成され、塵芥をレーキにて連続的に掻き揚げ、コンベヤ上に排出する構造のものである。また、レーキ形移動式スクリーンは、水路内を移動し、除塵作業を自動運転により行うことができるものであり、車体及び駆動装置、ケーブル巻取装置、レーキ、搬送装置、走行レール、ガイドレール付スクリーン等で構成され、塵芥をレーキで掻き揚げ、車体内のホッパに貯え、塵芥を搬出する作業が順次行えるものである。ネット形スクリーンは、水路毎に独立して設けられ、チェーンに取付けられたスクリーンフレーム等を回転させ、上部で噴射水により逆洗する構造であり、ハウジングフレーム、駆動装置、チェーン、スプロケット、スクリーンフレーム、ガイドレール、洗浄ポンプ等で構成され、塵芥をスクリーンにより連続的に引上げ、逆洗して洗浄水と共に床溝等から外部に搬出するものである。なお、除塵スクリーン６は、特に必要でなければ設けなくてもよい。
【００４３】
（排水システムの各部の動作）
次に、排水システム１の各部の動作について説明する。
【００４４】
ゲート２は、図１に示す扉体昇降機構１０の昇降モーターの作動により、その扉体９が扉体側柱に沿って上下に動いて開閉する。
【００４５】
フラップ弁３は、図２に示すように、ヒンジ１２を支点として揺動する。そして、フラップ弁３は、縦型水中ポンプ５が作動したとき、縦型水中ポンプ５により圧送されて排水圧送管４を通ってきた圧送水流により河川側に押されて開く一方、縦型水中ポンプ５が作動しないときは、河川側へ押す圧送水流がないために河川の水の水圧とフラップ弁３の自重により閉じる。つまり、フラップ弁３は、水路内からの水が河川へ流れようとするときはそれを許容し、逆に河川からの水が水路内へ流れようとするときはそれを阻止する逆流防止弁である。
【００４６】
排水圧送管４は、その先端部に形成されたディフューザ部１４で、縦型水中ポンプ５から圧送されて管内を通ってきた水に対して、その速度エネルギーを圧力エネルギーに漸次変換してフラップ弁３に対して圧送する。
【００４７】
縦型水中ポンプ５は、図４に示すように、モーターがモーター駆動軸２３と羽根車２０とを回転駆動し、それによって水路内の水を吸引口２９からポンプ内に導き、吐出口２８から排水圧送管４へ圧送する。さらに、縦型水中ポンプ５は、第１係合部３１が単に排水圧送管４のフランジ１７に係合しただけの結合機構である。従って、図６に示すように、クレーン等で縦型水中ポンプ５のモーター部２２上面中央部に一端を取り付けたチェーン３６を引き上げることにより、縦型水中ポンプ５を排水圧送管４から容易に外すことができる。逆に、引き上げたチェーン３６を降ろすことにより、縦型水中ポンプ５を再び排水圧送管４へ容易に結合させることができる。さらに、水中ポンプは、縦型であっても横型であっても、係合部を有することにより排水圧送管４のフランジ１７に係合できるため、これらいずれの水中ポンプについても排水圧送管４に取り付けることができる。なお、縦型水中ポンプ５は、昇降の際には、第２係合部３２両端部分に設けられた凹部で２本の昇降ガイドレール１６，１６と係合していることにより、２本の昇降ガイドレール１６、１６に沿って安定して上昇・下降する。
【００４８】
除塵スクリーン６は、図１に示す水路７内において、除塵スクリーン６を通過する水流中に浮遊する塵芥等を捕捉して、水路外へ搬出する。
【００４９】
（排水システム全体の動作）
排水システムを利用した水路内の水の河川への排水は２通りある。すなわち、水路内の水位が河川の水位より高いときに排水する自然流排水、及び、水路内の水位が河川の水位より低いときに排水する強制排水である。従って、これらそれぞれについて、排水システム全体の動作を説明する。なお、いずれの場合もゲートは初めは閉じており、水中ポンプは排水圧送管に接続されているが、作動はしていないものとする。
【００５０】
（自然流排水）
図７に、自然流排水時の排水システム１の状態を示す。
【００５１】
自然流排水時は、ゲート２を閉じた状態で水路７の水位よりも河川８の水位の方が低いときである。
【００５２】
まず、ゲートを閉じた状態では、ゲート２は、水路７内に水が流れ込まないように河川８の水をせき止める。フラップ弁３は、河川８側の水圧とフラップ弁３の自重が水路７内の水圧よりも勝っていれば閉じた状態が維持される。除塵スクリーン６は、水路７内の水の塵芥をある程度取り除く。
【００５３】
次に、ゲート２を開くと、水路７内の水位と河川８の水位との水位差によって生じた水圧により、水路７内の水は河川８へと自然排出される。
【００５４】
そして、排水が終了してゲート２を閉じると、ゲート２は、再び、水路７内に水が流れ込まないように河川の水をせき止める。
【００５５】
なお、これら全過程を通して、水中ポンプ５は排水圧送管４に接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。
【００５６】
（強制排水）
図８に、強制排水時の排水システム１を示す。
【００５７】
強制排水時は、ゲートを閉じた状態で水路の水位よりも河川の水位の方が高いときである。
【００５８】
この場合、初期には、ゲート２を閉じた状態では、ゲートは、河川８の水が水路７内へ流れて行かないようにせき止める。フラップ弁３は、河川８側の水圧によって排水口１１へ押し付けられることにより閉じられる。除塵スクリーン６は、水路７内の水の塵芥をある程度取り除く。
【００５９】
次に、排水圧送管４に接続された縦型水中ポンプ５を作動させると、縦型水中ポンプ５は、吸引口２９から水路７内の水を吸い込んで、これを吐出口２８から排水圧送管４へ圧送する。排水圧送管４に圧送された水は、排水圧送管４の先端部のディフューザ部１４によってさらに水圧を増し、排水圧送管の吐出口１３から吐出される。吐出された圧送流はガイド部材６０に導かれて、圧送流のほぼすべてがフラップ弁３を押圧する。この圧力が河川８側からの水圧及びフラップ弁３の自重に勝ると、フラップ弁３は河川８側へ開く。すると排水口１１が開き、ここから水路７内の水が河川８へ排出される。排水を継続するときは、このまま縦型水中ポンプ５を作動させておく。また、縦型水中ポンプ５の作動を止めればフラップ弁３を押圧していた圧送流がなくなり、フラップ弁３は河川８側の水圧と自重によって再び排水口１１を閉じ、水路７内の水の河川８側への排水は終了する。
【００６０】
（作用効果）
次に、作用効果について説明する。
【００６１】
以上の排水システムによれば、既設ゲート及び水路に排水システムを構築する場合、既設ゲートに新たに水中ポンプを取り付けるのではなく、水中ポンプを水路内に設けるため、既設ゲートが水中ポンプを取り付けた場合に水中ポンプの重量や振動に耐え得るだけの重量や扉厚を有しないものであってもよい。
【００６２】
また、ゲートの扉体の昇降機構も改造する必要がなく、水中ポンプの設置に伴う新たなスペースを設ける必要もない。
【００６３】
さらに、ゲートに水路から外部（河川等）へのみ通水するようにフラップ弁が設けらており、水路内に設けられた水中ポンプから圧送された水が排水圧送管を通って、排水圧送管に対峙するこのフラップ弁を押圧するため、フラップ弁を外部へ開くことにより、水路内の水を排水することができる。一方、水中ポンプの運転を停止すると、水路内の水位が外部の水位より低い場合は、フラップ弁はその自重と外部からの水圧により自動的に閉じられるため、外部から水路への水の逆流が防止されるとともに、水路から外部への排水を停止することができる。従って、既設ゲートに新たに排水システムを構築する場合、既設ゲートに対してこのようにフラップ弁を設けるだけでよく、既設ゲートを取り壊して新たなゲートを取り付けるといった大がかりな土木工事が不要となるため、工期が長くなることや、工事費が高くなること等の問題も生じない。また、本排水システムは、既設ゲートに設ける場合のみならず、ゲートを新設する場合にも同様の効果が得られる。すなわち、ゲートに水中ポンプを取り付けなくてよいため、扉体の重量、扉厚はどのようなものであってもよく、さらに水中ポンプ取付機構や昇降機構を備えなくても良い簡単な構成のゲートを設置すればよいので、工期が長くなることや、工事費が高くなること等の問題が生じない。
【００６４】
また、ゲートには排水圧送管の吐出口から吐出される圧送流をゲートの通水口に導くためのガイド部材が設けられているため、排水圧送管の吐出口から拡がって流れ出てくる圧送流を、ゲートに設けられたガイド部材によりゲートの通水口に導くことができる。このため、水中ポンプから圧送されて排水圧送管を通ってくる圧送流のほぼすべてを、ゲートの通水口から排水させることができる。従って、排水システムの排水効率が良好となる。
【００６５】
さらに、排水圧送管の一端部が、先端に行くに従って縮径するようにディフューザ部が形成されているため、水中ポンプから圧送され、排水圧送管の中を通ってきた水が、排水圧送管の先端部に形成されたディフューザ部により、その速度エネルギーを圧力エネルギーに漸次変換され、フラップ弁めがけて圧送される。従って、排水圧送管の中を通る間に低下してしまった水の圧力をここで上昇させ、それによってフラップ弁に対して勢いよく噴出することができる。
【００６６】
また、排水圧送管は、水中ポンプが排水圧送管に着脱可能に取り付けられているため、水中ポンプの修理や点検の際、水路から水中ポンプのみを引き上げることができ、修理等の作業を迅速かつ簡便に行うことができる。また、排水圧送管は、縦型水中ポンプ及び横型水中ポンプのいずれをも取付可能に構成されているため、水路の形状等の理由でコンパクトな排水システムにしたい場合は縦型水中ポンプを利用し、水路の水位が低いときに排水したい場合は横型水中ポンプを利用するなど、水路内における種々の状況に広く対応することができる。
【００６７】
尚、上記実施形態では、ゲートに、フラップ弁、ガイド部材、排水圧送管、及び、水中ポンプをそれぞれ一つずつ設置したが、それぞれ複数個設置してもよい。さらに、排水圧送管に昇降ガイドレール、また、水中ポンプに昇降ガイドレールに係合する第２係合部を設けているが、これらがなくてもよい。そしてこの場合、昇降ガイドレールを設置するスペースを確保する必要がなくなるため、排水圧送管の全長は、図のように、ゲート付近に堤防等の障害物がある場合でも、その障害物の水路に亘る長さ以上なくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上説明したように、本発明は、例えば、水路に設けられて水路内の水を河川、湖又は池等へ排水する排水システムについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係る排水システム１の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフラップ弁３、ガイド部材６０、及び、排水圧送管４のディフューザ部１４の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る排水圧送管４と縦型水中ポンプ５の接続状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る縦型水中ポンプ５のポンプケーシング２１の断面図及び羽根車２０の概略図である。
【図５】（ａ）は排水圧送管４と横型水中ポンプ３７の接続状態を示す図、（ｂ）は横型水中ポンプ３７のポンプケーシング３９の断面図及び羽根車３８の概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係る排水圧送管４と縦型水中ポンプ５の接続解除時の概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る自然流排水時の排水システム１の概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る強制排水時の排水システム１の概略図である。
【図９】従来の一般的な排水システム４９の概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  排水システム
２  ゲート
３  フラップ弁
４  排水圧送管
５  縦型水中ポンプ
６  除塵スクリーン
１４  ディフューザ部
１６  昇降ガイドレール
１７  フランジ
３１  第１係合部
３２  第２係合部
６０  ガイド部材
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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