(57)【要約】  【課題】  ポンプの設置位置を被取水域の底部近くに固定しながらも、洪水の発生時に土砂に埋没することなく、且つ、水面近くの上層部から取水できる取水ポンプ装置を提供する。  【解決手段】  被取水域１の傾斜面１ａに沿って設置された吐出管４、及び、ガイドレール５と、前記ガイドレール５に沿って進退自在に設置された取水ポンプ６と、前記取水ポンプ６の進退移動に伴って前記取水ポンプ６の吐出口６ａと前記吐出管４とが着脱可能に接続される接続部とを備えてなり、軸心方向に沿って開閉自在な複数の取水口１０が形成された取水管１５を前記傾斜面１ａに沿って配置するとともに、前記取水管１５の下端部にポンプ井１６を設け、前記ポンプ井１６において前記取水ポンプ６と前記吐出管４とが接続されている取水ポンプ装置。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被取水域の傾斜面に沿って設置された吐出管、及び、ガイドレールと、前記ガイドレールに沿って進退自在に設置された取水ポンプと、前記取水ポンプの進退移動に伴って前記取水ポンプの吐出口と前記吐出管とが着脱可能に接続される接続部とを備えてなる取水ポンプ装置であって、
軸心方向に沿って開閉自在な複数の取水口が形成された取水管を前記傾斜面に沿って配置するとともに、前記取水管の下端部にポンプ井を設け、前記ポンプ井において前記取水ポンプと前記吐出管とが接続されている取水ポンプ装置。
【請求項２】
前記取水管の内部に前記ガイドレールが設置され、前記取水管の内部で前記取水ポンプが進退作動するように構成されている前記請求項１記載の取水ポンプ装置。
【請求項３】
前記取水管の内部に前記吐出管が設けられている請求項２記載の取水ポンプ装置。
【請求項４】
前記吐出管の下端部に下方に凸のＵ字状の曲がり管部を形成し、その曲がり管部の先端と前記取水ポンプの吐出口とが接続されている請求項１から３の何れかに記載の取水ポンプ装置。
【請求項５】
前記複数の取水口を上方に位置する取水口から下方に位置する取水口へと選択的に取水口を開放する開閉機構を設けるとともに、前記開閉機構の開閉操作部が前記取水管の上端部側に設けられている請求項１から４の何れかに記載の取水ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被取水域の傾斜面に沿って設置された吐出管、及び、ガイドレールと、前記ガイドレールに沿って進退自在に設置された取水ポンプと、前記取水ポンプの進退移動に伴って前記取水ポンプの吐出し口と前記吐出管とが着脱可能に接続される接続部とを備えてなる取水ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中モータポンプユニットのみを容易に上下させることができ、設置されたままの吐出パイプユニットとは着脱自在で且つ安定した着脱が可能な揚水装置として、水中モータポンプの着脱のための案内部と吐出パイプとを一体的に構成した吐出パイプユニットと、車輪を取付けて上記案内部上を移動可能とした水中モータポンプとの曲率を有する接続部に、着脱自在形の、上記案内部と平行に形成された接続フランジを取付けた斜め設置形の揚水装置が提案されている。この場合、斜面に沿ってポンプを斜め設置することで、被取水域底部から斜面に向けて横坑（トンネル）部を掘削形成し、その横坑部に連通する立坑部を設けて、地上からその中に水中ポンプを配置するものより土木工事費を削減できるという利点を有している。
【０００３】
また、上述の斜め設置形の揚水装置は、吐出パイプの下端部でポンプの吐出し口と接続され、被取水域の底部近傍から取水されるものである。
【０００４】
また、被取水域の水位変動にかかわらず水面の近くから取水することでポンプの土砂埋没を回避するとともに、ポンプの点検が容易になされ、しかも、大掛かりな付帯設備を不要にした傾斜面設置形取水ポンプ装置として、傾斜面の傾斜方向に沿って設置された取水管と、この取水管の管軸方向にのびて該取水管に付設されたレールと、このレールに進退移動可能に組み付けられた取水ポンプとを備え、前記取水管には前記取水ポンプの吐出口に着脱可能に接続される複数の取水口が該取水管の管軸方向の間隔を隔てて設けられたものが提案されている。
【０００５】
上述の取水ポンプ装置は、取水管の管軸方向に沿って設けられた複数の取水口の中から被取水域の水面近くの取水口を選択して、その取水口にポンプを移動させてポンプの吐出口と接続することで、水面の近くから取水することを可能としたものである。
【特許文献１】実用新案登録第２５５１１７５号公報
【特許文献２】特開２００３−１８４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に記載された技術によれば、取水位置を被取水域の底部近くに設定して取水するものであるので、ポンプの吸込口側に底部に堆積した土砂が混入して濁った水が取水されるばかりでなく、雨期の洪水発生時などにポンプの吸込口が土砂に埋没して取水不能な状態に陥る虞があり、そのようなときには、取水再開のためにポンプ周辺の堆積土砂を除去する煩雑な作業が必要になるという問題があった。
【０００７】
また、上述した特許文献２に記載された技術によれば、ポンプの取水位置を被取水域の水位変動に応じて水面近くの上層部から取水できるように変更することで、洪水発生時などにポンプが土砂に埋没して取水不能となる事態を回避することができるものであるが、被取水域の水位変動に応じて例えばウィンチとワイヤーでなる進退機構を駆動してポンプを移動させて、ポンプの吐出口と取水口とを接続するための作業が必要になるために、電力エネルギーの消費を低減させ、作業を軽減させるという点で改善の余地があった。
【０００８】
更に上述した何れの場合でも、常にポンプ本体が被取水域の水中に晒されているために、流木など大型の浮遊物や流入物がポンプに接当すると何らかの損傷を受ける虞もあった。
【０００９】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、傾斜面にポンプを設置する利点を生かすとともに、ポンプの設置位置を被取水域の底部近くに固定しながらも、洪水の発生時に土砂に埋没することなく、且つ、水面近くの上層部から取水できる取水ポンプ装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明による取水ポンプ装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、被取水域の傾斜面に沿って設置された吐出管、及び、ガイドレールと、前記ガイドレールに沿って進退自在に設置された取水ポンプと、前記取水ポンプの進退移動に伴って前記取水ポンプの吐出し口と前記吐出管とが着脱可能に接続される接続部とを備えてなる取水ポンプ装置であって、軸心方向に沿って開閉自在な複数の取水口が形成された取水管を前記傾斜面に沿って配置するとともに、前記取水管の下端部にポンプ井を設け、前記ポンプ井において前記取水ポンプと前記吐出管とが接続されている点にある。
【００１１】
上述の構成によれば、取水管に形成された複数の取水口から水面近くの取水口を選択的に開放させることにより、比較的澄んだ水が取水管に導かれ、当該取水管の下端部に設けられたポンプ井に貯水される。そして、当該ポンプ井から取水ポンプにより取水された水が吐出管を介して汲み上げられるのである。従って、ガイドレールに沿って吐出しポンプを一度進入させて吐出管と接続すれば、その後は水位変動があってもポンプを移動させる必要が無くなるのであり、唯、取水管に形成された複数の取水口から水面近くの取水口を選択的に開放操作さえすればよいのである。さらに、開放される取水口が水面近くに制限されることで、洪水などによりポンプ井に土砂等の固形異物が蓄積してポンプの吸込み口が閉塞するような異常な事態の発生も回避されるのである。
【００１２】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記取水管の内部に前記ガイドレールが設置され、前記取水管の内部で前記取水ポンプが進退作動するように構成されている点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、取水管の内部で取水ポンプが進退作動可能に構成され、取水ポンプは常に取水管の壁部で保護されているので、洪水時に流木などの浮遊異物や流入物と接触して損傷を受けることも無く、安全な状態に維持されるのである。
【００１４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記取水管の内部に前記吐出管が設けられている点にある。
【００１５】
上述の構成により取水ポンプ装置の設置、施工が容易になる。例えば、先ず取水管を固定するＵ字溝を構築して、その内部に吐出管及びレールを設置した後に上部から蓋体で被うなどの工程により容易に施工できるのである。
【００１６】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記吐出管の下端部に下方に凸のＵ字状の曲がり管部を形成し、その曲がり管部の先端と前記取水ポンプの吐出口とが接続されている点にある。
【００１７】
上述の構成によれば、取水ポンプにより取水可能なポンプ井の最低水位をより低く設定できるので、より効率的に取水できるようになる。
【００１８】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記複数の取水口を上方に位置する取水口から下方に位置する取水口へと選択的に取水口を開放する開閉機構を設けるとともに、前記開閉機構の開閉操作部が前記取水管の上端部側に設けられている点にある。
【００１９】
上述の構成によれば、水位の変動に対応して開閉機構により水面近傍に位置する取水口を選択的に開放することで、水面近くの澄んだ水のみをポンプ井に取水できるようになるのであり、開閉機構により取水口を開閉操作するに際して、当該取水口に接近して開閉操作を行なわなくとも、取水管の上端部側に設けられた開閉操作部を操作することで容易に開閉操作できるようになるのである。しかも、取水口の開閉操作であるからそれ程負荷が大きいものではないので、操作に大きなエネルギーを要することもないのである。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明した通り、本発明によれば、ポンプの設置位置を被取水域の底部近くに固定しながらも、洪水の発生時に土砂に埋没することなく、且つ、水面近くの上層部から取水できる取水ポンプ装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明による取水ポンプ装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、取水ポンプ装置２は、被取水域１の傾斜面１ａの傾斜方向に沿って敷設された取水管１５と、前記取水管１５に沿って配置された吐出管４と、取水ポンプ６とを備えて構成され、前記取水管１５の下端部に構成されるポンプ井１６で前記吐出管４と前記取水ポンプ６とが接続されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、前記取水管１５には前記取水ポンプ６と前記吐出管４は夫々一対設けられ、補修作業時であっても何れかにより取水作業が可能に構成されている。
【００２３】
前記吐出管４は、アンカーボルトにより前記取水管１５の底部に固定された複数の支持部材４ｃで支持され、その上部には同じくアンカーボルトにより前記取水管１５の底部に固定された複数の支持部材５ａにより支持された梁５ｂにガイドレール５が夫々一対設けられている。
【００２４】
前記取水ポンプ６の夫々には前後一対の車輪６ｂが取り付けられるとともに、後端部にワイヤーロープ８が取り付けられ、ウィンチ９により繰り出しまたは巻上げることにより前記ガイドレール５上を傾斜面に沿って下方に進出移動または上方に後退移動自在に構成されている。
【００２５】
前記取水ポンプ６を傾斜面に沿って下方に進出移動させることにより、前記取水ポンプ６の吐出口６ａと前記吐出管４とが接続部７で水密に接続可能に構成され、前記取水ポンプ６を傾斜面に沿って上方に後退移動させることにより接続部で離間可能に構成されている。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、前記取水ポンプ６の吐出口６ａには先端側がガイドレール上面に対して約５度から１０度の範囲で傾斜した傾斜フランジ部６ｃが設けられるとともに係合爪７ｂが取り付けられ、前記吐出管４の先端部には同様に先端側がガイドレール上面に対して約５度から１０度の範囲で傾斜した傾斜フランジ部４ｄ及び係合部７ｃが設けられている。
【００２７】
前記ガイドレール５に沿って前記取水ポンプ６を繰り出すことにより、前記係合爪７ｂが前記係合部７ｃに向けて位置決めされるように前記取水ポンプ６が進出移動される。
【００２８】
前記取水ポンプ６が前記ガイドレール５に沿って下端側の所定位置まで進出すると、図３（ｂ）に示すように、前記係合爪７ｂが前記吐出管４の係合部７ｃと係合され、前記傾斜フランジ部６ｃ，４ｄのフランジ面同士が接当して両者が水密に接合される。接合状態において前記ワイヤーロープ８により前記取水ポンプ６を引退移動させると、接合状態が解消されて、前記取水ポンプの傾斜フランジ部６ｃと前記吐出管４の傾斜フランジ部４ｄは互いに離間する。即ち、前記係合爪７ｂと前記係合部７ｃにより接続部が構成される。
【００２９】
図１及び図２に示すように、前記取水管１５はコンクリート製のＵ字溝３ａと蓋体３ｂにより囲まれた空間で構成され、その下端部にポンプ井１６が設けられている。前記Ｕ字溝３ａに前記吐出管４及び取水ポンプ６が収容され、前記蓋体３ｂには、傾斜方向に沿って開閉自在な複数の取水口１０が形成されている。
【００３０】
前記取水口１０の夫々には、左右のスライドガイド１７に沿って摺動することで開閉自在な扉体１１が設けられ、前記扉体１１の上部には比較的目の粗いスクリーン１３が設けられている。前記扉体１１は、複数の取水口１０を上方に位置する取水口から下方に位置する取水口へと選択的に一の取水口を開放する開閉機構１８が設けられている。
【００３１】
前記開閉機構１８は、複数の扉体１１と各扉体１１を前記取水管１５の軸心方向に沿って互いに連結するワイヤー１２と前記ワイヤー１２の基端側に取り付けられた操作部１２ａとで構成される。各扉体１１は前記軸心方向に沿った前記取水口１０の口径よりも長く形成されており、図４（ａ）に示すように、各取水口１０に対する夫々の扉体１１の相対位置が少しずつ上方にずれた状態で全ての取水口１０が閉塞され、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、操作室１４で操作員が操作部１２ａを上方に引き上げ操作することにより、上方の取水口１０から下方の取水口１０へと順次開放されるように構成されている。
【００３２】
図５に示すように、前記吐出管４は傾斜配置された複数の直管部４ｂがフランジ接続され、下端部には下方に凸のＵ字状の曲管部４ａが接続されている。前記曲管部４ａは前記ポンプ井１６の底部に固定された支持部材４ｅにより支持され、前記曲管部４ａの先端に前記取水ポンプ６の吐出口６ａと接続される傾斜フランジ部４ｄが設けられている。前記取水ポンプ６が吐出し可能な最低吐出水位をより低く設定すべく、前記ポンプ井１６を被取水域１の底部よりもさらに下方に掘削して構築してあり、これにより最下端に配置された取水口１０の位置を極力被取水域１の底部近くに設定できるように構成されている。
【００３３】
以上説明した通り、本発明による取水ポンプ装置は、被取水域の傾斜面に沿って設置された吐出管、及び、ガイドレールと、前記ガイドレールに沿って進退自在に設置された取水ポンプと、前記取水ポンプの進退移動に伴って前記取水ポンプの吐出口と前記吐出管とが着脱可能に接続される接続部とを備えてなり、軸心方向に沿って開閉自在な複数の取水口が形成された取水管を前記傾斜面に沿って配置するとともに、前記取水管の下端部にポンプ井を設け、前記ポンプ井において前記取水ポンプと前記吐出管とが接続されるように構成されている。
【００３４】
上述した実施形態では、取水ポンプ６がガイドレール５上で進退移動するものを説明したが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、断面Ｉ字形のガイドレール２５を取水ポンプ６の上方に設置するとともに、取水ポンプ６に支持部２６と支持部２６に回転自在に設置された一対の車輪２７からなる吊下機構を設けて、ガイドレール２５に吊下機構を介して取水ポンプ６を吊下げながら進退移動するように構成するものであってもよい。
【００３５】
上述した実施形態では、取水管の内部にガイドレールが設置され、取水管の内部で取水ポンプが進退作動するように構成されているものを説明したが、取水ポンプが進退作動する経路は前記取水管以外の他の経路で構成されるものであってもよい。
【００３６】
上述した実施形態では、取水管の内部に吐出管が設けられているものを説明したが、吐出管は取水管の内部に設けられるものに限定されるものではない。
【００３７】
上述した実施形態では、吐出管の下端部に下方に凸のＵ字状の曲管部を形成し、その曲管部の先端と前記取水ポンプの吐出口とが接続されているものを説明したが、直管部からそのまま上方に曲がる曲管部を設けて取水ポンプと接続するものであってもよい。この場合、斜面にＵ字溝を固定し、底部を塞ぐだけで取水管とポンプ井を形成できるので、ポンプ井部分の掘削工事が不要になる。
【００３８】
上述した実施形態では、複数の取水口を上方に位置する取水口から下方に位置する取水口へと選択的に取水口を開放する手動の開閉機構を設けたものを説明したが、開閉機構は手動に限るものではない。また取水管を形成するためにコンクリート製のＵ字溝を用い、アンカーボルトで支持部材を４ｃ、５ａを固定したものを説明したが、取水管の材質や形状及び支持部材の固定方法はこれに限るものではない。さらに扉体に取水口１０の口径と対応するスリットを形成し、扉体を取水管の軸心方向に長く形成することにより、複数の取水口を上方に位置する取水口から下方に位置する取水口へと選択的に単一の取水口を開放し、他の取水口を閉塞する開閉機構を構成することもできる。
【００３９】
上述した実施形態では、取水口にスクリーン１３を配置したものを説明したが、このスクリーンは浮遊異物の混入を防止するためのものであって、水面近くの澄んだ水を取水するものであるので、必ずしも必要とされるものではない。
【００４０】
上述した実施形態も本発明の一例であり、該記載により本発明の範囲が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】取水ポンプ装置の側断面図
【図２】取水ポンプ装置の横断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】取水ポンプと取水管の接続部の説明図
【図４】取水口の扉体の開閉機構の説明図
【図５】要部の側断面図
【図６】別実施形態を示す本発明による取水ポンプ装置の要部の説明図であり、（ａ）は要部の側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
【符号の説明】
【００４２】
１：被取水域
２：取水ポンプ装置
４：吐出管
５：ガイドレール
６：取水ポンプ
１５：取水管
１６：ポンプ井
【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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