(57)【要約】【課題】煩雑な土木工事を不要にした簡単な作業によってポンプゲートを構築することができ、したがって、工期の短縮を実現できるポンプゲートを提供する。【解決手段】止水ゲート扉体２は、上端枢支部６を介して鋼製の架台５に回動自在に吊持されたフラップ構造になっている。この止水ゲート扉体２の下端部には、水路１の底面１Ｂに接離可能なゴムなどの弾性体によってなる底部止水部材７が水路１の幅方向にのびて設けられ、この底部止水部材７が水路１の底面１Ｂに弾性的に接触することで、ゲート扉体２の下面と水路１の底面１Ｂとの水密止水が保持されるように構成されている。ゲート扉体２の幅方向両端部の水密止水は、該幅方向両端部の上流側立面が支圧材８を介して戸当り４に圧接することによって保持される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水ポンプを設けた止水ゲート扉体が上端枢支部を支点に水路方向に回動して、該水路を開閉するポンプゲートにおいて、前記止水ゲート扉体の下端部に前記水路の底面に接離可能な底部止水部材が設けられ、この底部止水部材が前記水路の底面との接触時に止水するように構成されていることを特徴とするポンプゲート。
【請求項２】
前記止水ゲート扉体の強制開閉が可能であるとともに、該止水ゲート扉体を前記水路の止水姿勢に拘束する開閉兼拘束手段を備えている請求項１に記載のポンプゲート。
【請求項３】
前記止水ゲート扉体の前記水路の上流側に、該止水ゲート扉体と一体に除塵手段が設けられている請求項１または請求項２のいずれかに記載のポンプゲート。
【請求項４】
前記排水ポンプの吐出口を開閉するフラップ弁が設けられているとともに、このフラップ弁を弁閉状態に保持する弁閉状態保持手段が設けられている請求項１，請求項２または請求項３のいずれかに記載のポンプゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水路に設置されるポンプゲートに係り、詳しくは、排水ポンプを設けた止水ゲート扉体が上端枢支部を支点に水路方向に回動して、水路を開閉するフラップ式のポンプゲートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フラップ式ゲートポンプは、たとえば図８に示すように、止水ゲート扉体２０に横軸水中ポンプ２１が組み付けられ、止水ゲート扉体２０の上端部は支持部材２２の下端に固定され、この支持部材２２の上端にはバランスウエイト２３を取付け、支持部材２２の中央部は、コンクリートなどの基礎２４に堅固に固定された支持部材２５に軸２６を介して回転自在に支持し、さらに軸２６の上方の支持部材２２には、非常時に強制的な開閉が可能なように強制開閉手段として油圧シリンダ２７を取付けてある。また、横軸水中ポンプ２１の重心は、止水ゲート扉体２０の厚さ方向中心にほぼ一致し、小さな水圧で止水ゲート扉体２０の円滑な開閉が行えるようになっており、横軸水中ポンプ２１の吐出口には、フラップ弁２８が回動自在に取付けられて、下流側（本川側）２９から上流側（支川側）３０への水流の逆流を防止している。さらに、横軸水中ポンプ２１の入口側には、自然流に混じって流れてくる塵・ゴミなどを除去するための除塵機（もしくはレーキ）３１を取付けた構造になっている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
前記構成のフラップ式ゲートポンプを本川２９と支川３０との分岐点近傍の支川３０に配置する。支川３０側の水位が本川２９の水位よりも低いときは、止水ゲート扉体２０が本川２９側の水位と支川３０側の水位との差圧および止水ゲート扉体２０の自重によって閉じられ、横軸水中ポンプ２１を駆動して強制排水を行う。段差３２は、上流から下流に対して低くなるように設けられ、これによって、止水ゲート扉体２０が本川２９側水位の水圧によって上流側に回動しないように拘束するストッパの作用を果たしている。すなわち、本川２９側の水位が支川３０側の水位より高い場合は、本川２９側の水位と支川３０側の水位との差圧および止水ゲート扉体２０の自重によって止水ゲート扉体２０を段差３２で固定している。これにより、本川２９側から支川３０への逆流を防いでる。
【０００４】
一方、前記とは逆に、支川３０側の水位が本川２９側の水位よりも所定高さ以上高いときには、図９に示すように、支川３０側の水位と本川２９側の水位との差圧により、止水ゲート扉体２０は本川２９側に押し出されて開き自然流下を行う。この自然流下時には、横軸水中ポンプ２１の吐出口は斜めに傾いた状態となって水面より高い位置に上昇する。したがって、横軸水中ポンプ２１内を水流が自然流下することがない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２５６５３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記図８，図９に示す従来のゲートポンプでは、コンクリート製の水路の底部に段差３２を設ける必要がある。すなわち、コンクリート製の水路の施工と同時にゲートポンプを構築する場合、あるいは既設のコンクリート製の水路に新たにゲートポンプを構築する場合のいずれの場合でも、段差３２を設けるための大掛かりで煩雑な土木工事が必要である。このため、工期が長くなる難点を有している。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、煩雑な土木工事を不要にした簡単な作業によってポンプゲートを構築することができ、したがって、工期の短縮を実現できるポンプゲートを提供することを目的としている。
【０００８】
【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ポンプゲートは、排水ポンプを設けた止水ゲート扉体が上端枢支部を支点に水路方向に回動して、該水路を開閉するポンプゲートにおいて、前記止水ゲート扉体の下端部に前記水路の底面に接離可能な底部止水部材が設けられ、この底部止水部材が前記水路の底面との接触時に止水するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、前記止水ゲート扉体の強制開閉が可能であるとともに、該止水ゲート扉体を前記水路の止水姿勢に拘束する開閉兼拘束手段を備えていることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記止水ゲート扉体の前記水路の上流側に、該止水ゲート扉体と一体に除塵手段を設けることが好ましい。
【００１１】
また、前記排水ポンプの吐出口を開閉するフラップ弁が設けられているとともに、このフラップ弁を弁閉状態に保持する弁閉状態保持手段を設けることが好ましい。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、水路の底面に段差を設けることなく、水路の平坦な底面を活用して底部止水部材により止水することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、開閉兼拘束手段の開閉作用によって、止水ゲート扉体を急速回動させて、水路を急速に開閉することができる。また、止水ゲート扉体が水圧によって自然発生的に回動して、止水ゲート扉体の止水姿勢が損なわれる不都合を、開閉兼拘束手段の拘束作用によって確実に防止することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、除塵手段の除塵作用によって、排水ポンプ内への固形異物の流入を防止することができるとともに、止水ゲート扉体を上昇させた水路の開放時に、同時に除塵手段を上昇させて、水路を障害物のない状態で開通させることができ、円滑な流下を妨げない。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、必要に応じて上流側の水路に貯水し、この貯水を農業用水などに有効に利用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を上流側の水路から見た正面図、図２は図１の側面図、図３は図２の平面図、図４はポンプ取付け部分を断面にして示す拡大平面図である。
【００１７】
図１〜図４に示すポンプゲートにおいて、１はコンクリート製の水路、２は止水ゲート扉体、３は排水ポンプ、４は戸当り、５は鋼製の架台を示す。
【００１８】
コンクリート製の水路１は、上面を開放した断面Ｕ字状のもので、互いに対向する両側壁１Ａ，１Ａを備えており、これら両側壁１Ａ，１Ａの内面、つまり、両側壁面１ａ，１ａに戸当り４が取付けられている。また、底面１Ｄは平坦に形成されており、両側壁１Ａ，１Ａに跨がって水路１の長手方向（流れ方向）にのびる鋼製の架台５が立設されている。
【００１９】
止水ゲート扉体２は、鋼製の架台５に設けた上端枢支部６を支点に水路１の長手方向に回動することで、水路１を開閉するようになっている。つまり、止水ゲート扉体２は、上端枢支部６を介して鋼製の架台５に回動自在に吊持されたフラップ構造になっている。この止水ゲート扉体２の下端部には、水路１の底面１Ｂに接離可能なゴムなどの弾性体によってなる底部止水部材７が水路１の幅方向にのびて設けられ、この底部止水部材７が水路１の底面１Ｂに弾性的に接触することで、ゲート扉体２の下面と水路１の底面１Ｂとの水密止水が保持されるように構成されている。なお、ゲート扉体２の幅方向両端部の水密止水は、該幅方向両端部に設けた側部止水部材７Ａ，７Ａが水路１の両側壁面１ａ，１ａに弾性的に接触することによって保持される。
【００２０】
排水ポンプ３は、止水ゲート扉体２における幅方向中央部の下端部近傍において、ゲート扉体２を前後方向（水路１の流れ方向）に貫通して設置された横軸水中ポンプによってなり、この排水ポンプ３における吸込口３Ａを水路１における上流側の水路１Ｂに臨ませ、吐出口３Ｂを下流側の水路１Ｃに臨ませるとともに、吐出口３Ｂには、上流側の水路１Ｂから下流側の水路１Ｃへの流れを許容しかつ下流側の水路１Ｃから上流側の水路１Ｂへの流れを止めるように開閉するフラップ弁９を取付けてある。
【００２１】
戸当り４は、止水ゲート扉体２における幅方向両端部の上流側立面が支圧材８を介して圧接するとで、止水ゲート扉体２を閉じ状態に保持するためのもので、水路１の両側壁面１ａ，１ａに対してアンカーボルト１０によって強固に取付けられた互いに水路幅で対向する２本の溝型鋼によって構成されている。
【００２２】
一方、止水ゲート扉体２には、水路１における上流側の水路１Ｂに臨んでスクリーン１１が一体に取付けられている。なお、排水ポンプ３の吸込口３Ａに、図２に示すように、低水位排水可能部材１２を取付けることが推奨される。この低水位排水可能部材１２は、入口１２Ａが下向きに開口した長手方向の断面が略１／４円状のもので、前記入口１２Ａの最も高いレベルを排水ポンプ３における吸込口３Ａの上端レベルよりも十分に低い位置に設定してある。したがって、止水ゲート扉体２が図２に示すように水路１を閉じている状態で、上流側の水路１Ｂの水面が入口１２Ａのレベルに低下するまで空気を吸い込むことなく排水ポンプ３を運転することができる。このため、上流側の水路１Ｂの残水量を少なくして、その有効貯水量を大きくすることができるので、たとえ上流側の水路１Ｂの上流域に急激に大量の雨水などが流入しても、この流入に対応し得て上流側の水路１Ｂの冠水を防止することができる。
【００２３】
本発明のポンプゲートは、開閉兼拘束手段１３を備えている。この開閉兼拘束手段１３は、止水ゲート扉体２を強制的に開閉させ得る機能および止水ゲート扉体２を図２に示す水路１の止水姿勢（止水ゲート扉体２の閉じ状態）に拘束する機能を有している。開閉兼拘束手段１３は、鋼製の架台５に載置された手巻きウインチ１３Ａと、鋼製の架台５における下流側端部に取付けた第１の定滑車１３Ｂと、鋼製の架台５における上流側端部に取付けた第２の定滑車１３Ｃと、第１のワイヤロープ１３Ｄおよび第２のワイヤロープ１３Ｅとを備え、第１のワイヤロープ１３Ｄは、その基端部側が手巻きウインチ１３Ａに巻き取りおよび繰り出し可能に接続され、かつ第１の定滑車１３Ｂに巻き掛けた状態で先端部を二股に分岐して、ゲート扉体２における下流側の立面の排水ポンプ３の両側部に連結してある。また、第２のワイヤロープ１３Ｅは、その基端部側が手巻きウインチ１３Ａに巻き取りおよび繰り出し可能に接続され、かつ第２の定滑車１３Ｂに巻き掛けた状態で先端部をスクリーン１１の下端部近傍に連結してある。
【００２４】
前記構成によれば、図２のように、止水ゲート扉体２を止水姿勢（止水ゲート扉体２の閉じ状態）に保持した水路１の閉じ状態で、排水ポンプ３を運転することにより、上流側の水路１Ｂの水は、低水位排水可能部材１２を経て、排水ポンプ３の吸込口３Ａから吸込まれ、その水圧によりフラップ弁９を押し開けて吐出口３Ｂから下流側の水路１Ｃに吐出（排水）される。このような排水ポンプ３の運転は、上流側の水路１Ｂの水位が下流側の水路１Ｃの水位よりも低い場合に行われる。止水ゲート扉体２における幅方向両端部の上流側立面は、その自重と、下流側の水路１Ｃの水位と上流側の水路１Ｂの水位との水位差によって生じる差圧および開閉兼拘束手段１３における第２のワイヤロープ１３Ｅの引っ張り力との複合的な作用で、支圧材８を介して戸当り４に圧接させられる。そして、側部止水部材７Ａ，７Ａが水路１の両側壁面１ａ，１ａに弾性的に接触することによって、止水ゲート扉体２の幅方向両端部の水密止水が保持され、また、止水ゲート扉体２の下端部に設けられているゴムなどの弾性体によってなる底部止水部材７が水路１の底面１Ｂに弾性的に接触することで、ゲート扉体２の下面と水路１の底面１Ｂとの水密止水が保持されて、完全に止水することができる。これにより、下流側の水路１Ｃから上流側の水路１Ｂへの逆流を確実に防止することができる。
【００２５】
上流側の水路１Ｂの水位が下流側の水路１Ｃの水位よりも低く、止水ゲート扉体２を閉じた状態で排水ポンプ３の運転を停止した場合には、フラップ弁９はその自重と下流側の水路１Ｃの水圧との複合的な作用で自動的に閉じられるので、下流側の水路１Ｃから上流側の水路１Ｂへの逆流が防止されるとともに、上流側の水路１Ｂから下流側の水路１Ｃへの排水は停止される。
【００２６】
止水ゲート扉体２の閉じ状態で排水ポンプ３の運転を停止しても、下流側の水路１Ｃの水位が排水ポンプ３の吐出口３Ｂよりも低い場合、つまり、上流側の水路１Ｂの水位が下流側の水路１Ｃの水位よりも所定高さ以上高い場合には、低水位排水可能部材１０を経て、排水ポンプ３の吸込口３Ａから流入し、その水圧によりフラップ弁９を少し押し開けて吐出口３Ｂから下流側の水路１Ｃに吐出（排水）される。この場合、開閉兼拘束手段１３における第２のワイヤロープ１３Ｅの引っ張り力によって、止水ゲート扉体２の回動を拘束して、止水ゲート扉体２の閉じ状態を保持することができる。
【００２７】
一方、上流側の水路１Ｂの水位が下流側の水路１Ｃの水位よりも所定高さ以上高い場合に、開閉兼拘束手段１３における手巻きウインチ１３Ａを操作して、第１のワイヤロープ１３Ｄを巻き取り、同時に第２のワイヤロープ１３Ｅを繰り出して、図５に示すように、止水ゲート扉体２を回動させて水路１を開放することにより、上流側の水路１Ｂの水を下流側の水路１Ｃに自然流下させることができる。
【００２８】
本発明では、前述のように、水路１の底面１Ｄに段差を設けることなく、水路１の平坦な底面１Ｄを活用し、この平坦な底面１Ｄに止水ゲート扉体２の下端部に設けられているゴムなどの弾性体によってなる底部止水部材７を弾性的に接触させることにより、ゲート扉体２の下面と水路１の底面１Ｂとの水密止水が保持されて、完全に止水することができる。したがって、コンクリート製の水路１の施工と同時にポンプゲートを構築する場合、あるいは既設のコンクリート製の水路１に新たにポンプゲートを構築する場合のいずれの場合でも、底面１Ｂに段差を設けるための煩雑な土木工事が不要になるので、工期を大幅に短縮することができる。特に、既設のコンクリート製の水路１では、低水位であれば水を自然流下させた状態で据付け作業を行うことができるので、工期をより一層短縮することができるばかりか、工期中も水路の機能を損なうことがない。
【００２９】
また、止水ゲート扉体２には、水路１における上流側の水路１Ｂに臨んでスクリーン１１が一体に取付けられているので、スクリーン１１の固形異物捕捉作用によって、排水ポンプ３内への固形異物の流入を防止して、排水ポンプ３を保護することができるとともに、前述のように、止水ゲート扉体２を回動させた水路１の開放時に、同時にスクリーン１１を回動させて、水路１を障害物のない状態で開通することができるので、上流側の水路１Ｂの水を下流側の水路１Ｃへスムーズに自然流下させることが可能である。
【００３０】
図６および図７に示すように、先端部を止水ゲート扉体２の一側（図６の左側）に偏った下端部付近に固定したロープまたはワイヤロープ１４Ａと、止水ゲート扉体２の他側（図６の右側）に偏った下端部付近に設けた通し金具１４Ｂおよび止水ゲート扉体２の他側上方（図６の右側上方）に設置した定滑車１４Ｃなどによって、弁閉状態保持手段１４を構成し、ロープまたはワイヤロープ１４Ａをフラップ弁９の下端部付近で略水平に挿通することで、フラップ弁９の弁閉状態に保持できるように構成することが推奨される。このように構成することで、ロープまたはワイヤロープ１４Ａの後端部（操作端部）を、図６の矢印Ｆ方向に引っ張ることにより、フラップ弁９の弁開を妨げて弁閉状態に保持することができる。必要に応じてフラップ弁９を弁閉状態に保持しておけば、上流側の水路１Ｂの水量が少ない場合でも、上流側の水路１Ｂに貯水することができ、この貯水を農業用水などに有効に利用することができる。なお、弁閉状態保持手段１４は、前記ワイヤロープ１４Ａ、通し金具１４Ｂおよび定滑車１４Ｃなどの部材によってなる構成にのみ限定されるものではなく、たとえば、フラップ弁９の弁開を妨げて弁閉状態を保持する金属製の棒材など、その他様々な部材によって構成することが可能である。
【００３１】
前記実施の形態では、開閉兼拘束手段１３を備えている構成で説明しているが、開閉兼拘束手段１３を省略し、止水ゲート扉体２の回動モーメントにバランスさせるバランスウエイトを止水ゲート扉体２の上位に設けた構成であっても、前記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、上流側の水路１Ｂの水位が下流側の水路１Ｃの水位よりも低いときは、止水ゲート扉体２が下流側の水路１Ｃの水位と上流側の水路１Ｂの水位との差圧および止水ゲート扉体２の自重によって閉じられ、下流側の水路１Ｃから上流側の水路１Ｂへの逆流を防止するとともに、横軸水中ポンプ３の運転によって強制排水を行うことができる。また、前記とは逆に、上流側の水路１Ｂの水位が下流側の水路１Ｃの水位よりも所定高さ以上高いときには、上流側の水路１Ｂの水位と下流側の水路１Ｃの水位との差圧により、止水ゲート扉体２を下流側の水路１Ｃ方向に押し出しながら回動させて水路１を開放して、上流側の水路１Ｂの水を下流側の水路１Ｃへ自然流下させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るポンプゲートは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００３３】
請求項１に記載の発明によれば、水路の底面に段差を設けることなく、水路の平坦な底面を活用し、この平坦な底面に止水ゲート扉体の下端部に設けられている底部止水部材を弾性的に接触させることにより、ゲート扉体の下面と水路の底面との水密止水が保持されて、完全に止水することができるので、コンクリート製の水路の施工と同時にポンプゲートを構築する場合、あるいは既設のコンクリート製の水路に新たにポンプゲートを構築する場合のいずれの場合でも、段差を設けるための大掛かりで煩雑な土木工事が不要になるので、工期を大幅に短縮することができる。特に、既設のコンクリート製の水路では、低水位であれば水を自然流下させた状態で据付け作業を行うことができるので、工期をより一層短縮することができるばかりか、工期中も水路の機能を損なうことがない。
【００３４】
請求項２に記載の発明によれば、水路を急速に開閉する必要があるたとえば非常時などにおいては、その要望に答えることができるとともに、止水ゲート扉体の止水姿勢が損なわれる不都合を確実に防止して、止水ゲート扉体により水路を遮断することができる。
【００３５】
請求項３に記載の発明によれば、除塵手段によって、排水ポンプ内への異物の流入を防止して、排水ポンプを保護することができるとともに、止水ゲート扉体を回動させた水路の開放時に、除塵手段を同時に回動させて、水路を障害物のない状態で開通させ、上流側の水路の水を下流側の水路へスムーズに自然流下させることができる。
【００３６】
請求項４に記載の発明によれば、必要に応じてフラップ弁を弁閉状態に保持しておけば、上流側の水路に貯水し、この貯水を農業用水などに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を上流側の水路から見た正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】ポンプ取付け部分を断面にして示す拡大平面図である。
【図５】止水ゲート扉体の作動説明図である。
【図６】弁閉状態保持手段の一例を下流側の水路から見た正面図である。
【図７】図６の側面図である。
【図８】止水ゲート扉体が閉じている従来例の縦断側面図である。
【図９】止水ゲート扉体が開いている従来例の縦断側面図である。
【符号の説明】
１  水路
１Ｄ  水路の底面
２  止水ゲート扉体
３  排水ポンプ
６  上端枢支部
７  底部止水部材
９  フラップ弁
１１  スクリーン（除塵手段）
１３  開閉兼拘束手段
１４  フラップ弁の弁閉状態保持手段
【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】
2005023677.tif 000009
【図８】
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【図９】
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