(57)【要約】【課題】複数の立軸ポンプを備えながら、各ポンプの運転時間の均一化を図ることが可能な維持管理性の高いポンプ機場を提供する。【解決手段】水槽１の第１の部分１０１に設置された第１の立軸ポンプＰ１と、第２の部分１０２に設置された第２の立軸ポンプＰ２と、水槽１の本体部分１００と第１の部分１０１との間に設けられ、本体部分１００の水位が所定の水位であるときに、本体部分１００から第１の部分１０１に水が流入するように設定することが可能な第１のゲート１１０ａと、同様に本体部分１００と第２の部分１０２との間に設けられた第２のゲート１１０ｂとを備えるポンプ機場。【選択図】  図２
2005069185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に配置される回転軸により回転し、水槽内の水を吸い込む羽根車を有し、前記水槽の第１の部分に設置された第１の立軸ポンプと；
前記第１の立軸ポンプとは別のポンプであって、縦方向に配置される回転軸により回転し、前記水槽内の水を吸い込む羽根車を有し、前記水槽の前記第１の部分とは異なる第２の部分に設置された第２の立軸ポンプと；
前記第１の部分及び前記第２の部分とに連通する前記水槽の本体部分と前記第１の部分との間に設けられ、前記本体部分の水位が所定の水位であるときに、前記本体部分から前記第１の部分に水が流入するように設定することが可能な第１のゲートと；
前記水槽の本体部分と前記第２の部分との間に設けられ、前記本体部分の水位が所定の水位であるときに、前記本体部分から前記第２の部分に水が流入するように設定することが可能な第２のゲートとを備える；
ポンプ機場。
【請求項２】
前記第１の立軸ポンプと第２の立軸ポンプは、それぞれ、最低水位よりも低い水位から運転を開始する先行待機運転が可能に構成された、請求項１に記載のポンプ機場。
【請求項３】
前記第１のゲートと第２のゲートは、鉛直方向にスライドするスライド板をそれぞれ有する、請求項１又は請求項２に記載のポンプ機場。
【請求項４】
前記第１の立軸ポンプと第２の立軸ポンプは、鉛直方向に設置される長さの等しい胴管をそれぞれ有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ機場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の立軸ポンプを備えるポンプ機場に関し、特に先行待機運転に適する立軸ポンプを複数備えるポンプ機場に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から図６の断面図に示すように、縦方向に配置された軸の先端に羽根車２を備え、羽根車２に水と共に空気を吸い込ませることにより、吸込水槽１の最低運転水位ＬＷＬ以下でも運転を継続することを可能にした立軸ポンプ３があった。このポンプ３では、羽根車２入口側の吸込管４に貫通孔５を設け、貫通孔５に、外気に開口６ａした空気管６を取付け、最高水位ＨＷＬより低い最低運転水位ＬＷＬ以下で、貫通孔５を経て流入する空気の流入量を水位に応じて変化させて徐々に排水量を低下するようにしていた。
【０００３】
このようにして、例えば大都市の雨水排水用として、吸込水位に関係なく降雨情報等により予めポンプを始動しておき、低水位から水位が上昇するときは空運転から水量を徐々に増やしながら全量運転へ、また高水位から水位が低下するときは全量運転から水量を徐々に減らしながら空運転へと、スムーズに運転を移行できるようにしていた。このようなポンプは、ケーシング下端よりも低い水位ＬＬＬＷＬで始動される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図７の模式的正面断面図に示すように、以上のようなポンプを複数備えるポンプ機場があった。この機場には、急激な排水開始や排水停止による水槽のサージ現象を防止するために、胴管の長さを変えた複数のポンプ３ａ、３ｂ、３ｃが備えられ、各ポンプの排水開始水位を段階的に変えるようにしていた。
【特許文献１】実開平３−５６８９５号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のような従来のポンプ機場では、最も長い胴管を有するポンプ３ａが、必ず最初に起動する。したがって運転頻度、運転時間が他機３ｂ、３ｃに比べて、過大となる。このように、ポンプによって起動水位や胴管の長さが異なるので、ポンプ運転時間に偏りが生じ、特定のポンプの消耗が激しくなったり、維持管理作業の困難性を招くという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、複数の立軸ポンプを備えながら、各ポンプの運転時間の均一化を図ることが可能な維持管理性の高いポンプ機場を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明によるポンプ機場は、例えば図１、図３に示すように、縦方向に配置される回転軸２１により回転し、水槽１内の水を吸い込む羽根車２０を有し、水槽１の第１の部分１０１に設置された第１の立軸ポンプＰ１と；第１の立軸ポンプＰ１とは別のポンプであって、縦方向に配置される回転軸２１により回転し、水槽１内の水を吸い込む羽根車２０を有し、水槽１の第１の部分１０１とは異なる第２の部分１０２に設置された第２の立軸ポンプＰ２と；第１の部分１０１及び第２の部分１０２とに連通する水槽１の本体部分１００と第１の部分１０１との間に設けられ、本体部分１００の水位が所定の水位であるときに、本体部分１００から第１の部分１０１に水が流入するように設定することが可能な第１のゲート１１０ａと；水槽１の本体部分１００と第２の部分１０２との間に設けられ、本体部分１００の水位が所定の水位であるときに、本体部分１００から第２の部分１０２に水が流入するように設定することが可能な第２のゲート１１０ｂとを備える。
【０００８】
典型的には、第１のゲート１１０ａと第２のゲート１１０ｂにおける所定の設定水位には差をつける。第１、第２の立軸ポンプＰ１、Ｐ２と同様な第３の立軸ポンプＰ３あるいはそれ以上の立軸ポンプを備えてもよい。
【０００９】
このように構成すると、第１の部分及び第２の部分とに連通する水槽の本体部分と第１の部分との間に設けられ、本体部分の水位が所定の水位であるときに、本体部分から第１の部分に水が流入するように設定することが可能な第１のゲートと、水槽の本体部分と第２の部分との間に設けられ、本体部分の水位が所定の水位であるときに、本体部分から第２の部分に水が流入するように設定することが可能な第２のゲートとを備えるので、２つの立軸ポンプを備えながら、各ポンプの運転時間の均一化を図ることが可能となり、ポンプ機場の維持管理性が高くなる。
【００１０】
また請求項２に記載のように、請求項１に記載のポンプ機場では、第１の立軸ポンプＰ１と第２の立軸ポンプＰ２は、それぞれ、最低水位ＬＷＬよりも低い水位から運転を開始する先行待機運転が可能に構成するとよい。
【００１１】
先行待機運転が可能な構成とは、例えば、第１の立軸ポンプＰ１と第２の立軸ポンプＰ２は、それぞれ羽根車２０の上流側に配置され、羽根車２０に向けて前記水を流す吸込管３１と、吸込管３１に一端が接続され、他端が大気に開放される空気管６０とを有し、吸込管３１内の圧力の低下に応じて空気管６０を通して吸込管３１内に空気を吸い込むような構成である。この場合、典型的には空気管６０の他端６１は水槽１内の最高水位ＨＷＬよりも上方に開口する。さらに水槽１内（最高水位ＨＷＬと水槽上蓋２との間）に開口するのが好ましい。
【００１２】
また請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２に記載のポンプ機場では、第１のゲート１１０ａと第２のゲート１１０ｂは、鉛直方向にスライドするスライド板１１２ａ、１１３ａ、１１２ｂ、１１３ｂをそれぞれ有するとよい。
【００１３】
このように構成すると、鉛直方向にスライドするスライド板１１２ａ、１１３ａ、１１２ｂ、１１３ｂをそれぞれ有するので、これらのスライド板を鉛直方向にスライドすることにより、水槽本体部分１００から第１〜第２の部分に水が流入するときの本体部分の水位の設定ができる。言い換えれば、各ポンプの連通する水槽本体部分１００における排水開始水位の設定ができる。
【００１４】
また請求項４に記載のように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ機場では、第１の立軸ポンプＰ１と第２の立軸ポンプＰ２は、鉛直方向に設置される長さの等しい胴管３３ａをそれぞれ有するものとするとよい。
【００１５】
このように構成すると、第１の立軸ポンプと第２の立軸ポンプとは、鉛直方向に設置される長さの等しい胴管をそれぞれ有するので、ポンプの製造と建設作業の効率の向上を図ることができる。
【００１６】
さらに請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のポンプ機場では、水槽１の第１の部分１０１と第２の部分１０２の少なくとも一方から、水槽１の本体部分１００に向けて水を流す、逆止装置１１２ｂ−１（例えば図５参照）を備えるようにしてもよい。このように構成すると、水槽本体部分１００の水位が低下したときに、ポンプ設置部分１０１他に溜まった水を本体部１００に戻すことができる。
【００１７】
さらに、上記機場では、第１の立軸ポンプＰ１と第２の立軸ポンプＰ２の最低吸込水位ＳＬＷＬよりも、低い水位で水を吸い込むことが可能な低水位ポンプＰ０を備えるようにしてもよい（例えば図５参照）。この場合、典型的には、第１、第２のポンプＰ１、Ｐ２は雨水ポンプで、低水位ポンプＰ０は下水ポンプである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、第１の部分及び第２の部分とに連通する水槽の本体部分と第１の部分との間に設けられ、本体部分の水位が所定の水位であるときに、本体部分から第１の部分に水が流入するように設定することが可能な第１のゲートと、水槽の本体部分と第２の部分との間に設けられ、本体部分の水位が所定の水位であるときに、本体部分から第２の部分に水が流入するように設定することが可能な第２のゲートとを備えるので、２つの立軸ポンプを備えながら、各ポンプの運転時間の均一化を図ることが可能で維持管理性の高いポンプ機場を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２０】
図１の断面図を参照して、本発明の第１の実施の形態のポンプ機場に用いる立軸ポンプの一例を説明する。図示の立軸ポンプ１０は、先行待機運転用のポンプである。
【００２１】
先行待機運転、特に全速先行待機運転とは雨水がポンプ吸水槽に流入する前にあらかじめポンプを始動し、水位（Level）Ｌの上昇にしたがって排水を始め、水位が低下してもポンプを停止させずに全速で運転することである。排水を始めても、立軸ポンプ１０は直ちに要項点の水量を吐出するわけではない。要項点水量を吐出せずに運転を可能とするため、水と一緒に空気を吸い込ませる。
【００２２】
図を参照して立軸ポンプ１０の構造を説明する。立軸ポンプ１０は、鉛直方向に上から配列された揚水管ケーシング（ケーシング本体）３３、ライナケーシング３２、吸込管（吸込ベル）３１を備える。それぞれは水平方向のフランジで締結されている。これらが広い意味のケーシングを構成している。
【００２３】
該ケーシングの中心に縦方向（鉛直方向）に回転軸２１が配設され、回転軸２１の下方先端にオープン型の羽根車２０が取りつけられている（クローズ型であってもよい）。羽根車２０の外周（オープン羽根の先端）と僅かな隙間をもってライナケーシング３２が羽根車２０を収納している。立軸ポンプ１０は斜流ポンプである。斜流ポンプは吐出ヘッドが比較的大きい場合に用いられる。また羽根車２０の吐出側、ケーシング本体３３の内側にはガイドベーン３５が配設されている。
先行待機運転用のポンプとしては、不図示の軸流ポンプが用いられることもある。軸流ポンプは、吐出ヘッドに対して流量が比較的大きい場合に適する。
【００２４】
ケーシング本体３３は、回転軸２１と平行に垂直方向の胴管部３３ａと、上方で水平方向に曲がった曲管部３３ｂとそれに連なる水平管部分とを含んで構成され、曲管部分３３ｂを、回転軸２１が貫通している。該貫通部には軸受２２ｃと不図示のシールが配設されている。回転軸２１は、羽根車２０近傍に配設された軸受２２ａと前記軸受２２ｃ、さらに両軸受の中間に配設された軸受２２ｂで３点支持されている。胴管部３３ａが長い場合は、さらに軸受２２ｂと同様な不図示の中間軸受を軸受２２ｂと軸受２２ｃとの間に備えてもよい。また、不図示のスラスト軸受が回転軸２１にかかる鉛直方向の荷重（即ち羽根車２０、回転軸２１を含む回転体の重量と羽根車２０にかかる流体力）を支持している。
【００２５】
ケーシング本体３３には、据え付け用のフランジが取り付けられており、該フランジで据え付け台であるコンクリート製の床２に据え付けられている。ケーシング本体３３の前記水平管部分にはフランジが取りつけられており、該フランジにより、吐出配管３４と接続されている。吐出配管３４は雨水を河川や海等に導いて排出するための配管である。
【００２６】
羽根車２０の先端よりも下方に位置するケーシングには、空気吸込孔５１が形成されている。空気吸込孔５１は１個として図示してあるが、複数個設けてもよい。またケーシングを囲む環状の空気室（不図示）を設け、空気室とケーシング内部とを複数の孔（穴）又は環状の空気室全周に形成されたスリットで連通するように構成してもよい。このような空気室は、吸込管３１を形成するケーシング壁の内面を囲み、該内面よりも外側に形成される。
【００２７】
本実施の形態では、空気吸込孔５１は吸込管３１の上部、鉛直方向の円筒状部分に形成されている。ケーシングライナ３２のすぐ下方、羽根車２０の先端よりも下方に位置する。
【００２８】
空気吸込孔５１又は不図示の空気室には、外側に空気管６０の一端が接続されている。空気管６０は図示のように１本であってもよいが、複数例えば４本とするとよい。空気吸込孔５１を複数設けるか、又は環状の空気室を設けると、空気管６０から吸入される空気が、吸込管３１の全周に均一に分配されるので都合がよい。
【００２９】
空気管６０の他端（上端）６１は、水槽１内の最高水位ＨＷＬよりも上方に開放されている。最高水位ＨＷＬは、水槽１において最も水位が上昇し得る水位、即ち水槽１の許容水位と呼んでもよい。したがって、空気管６０の上端６１が水中に没することはない。また空気管６０の上端６１は、水槽１の上をふさぐ床２の下方に開放されている。したがって、水槽１内に雨水だけでなく下水が流入したとしても、上端６１から下水の臭気が床上に放出されることがない。
【００３０】
羽根車２０は、後述の最低水位ＬＷＬよりも下方に配置されている。羽根車２０の本体部分全体、又は少なくともその一部、特にそこまで水位があれば羽根車２０が水を吸い上げる先端部が最低水位ＬＷＬよりも下方に配置されている。
【００３１】
空気吸込孔５１の近傍、特に羽根車２０と空気吸込孔５１との間のケーシング（ここでは吸込管３１）の内面には、平板状の旋回防止板（不図示）を半径方向に、また軸線方向（鉛直方向）に向けて形成してもよい。
【００３２】
次にポンプ１０の高さ方向の構造と水位の関係を説明する。最高水位ＨＷＬは前述のように、水槽１の許容水位である。水位Ｌがこれ以上に上昇することはない。その下方に最低水位ＬＷＬがある。これは、特定の水槽１に設置されたポンプ固有の値であり、水位がこれ以下になると何らかの問題が起こりポンプの運転が継続できなくなる水位である。典型的には、それ以下では吸込管３１の下端から渦状に空気を吸い込み、振動や騒音が発生し運転が継続できなくなる水位である。
【００３３】
設計上の最低水位Ｌｄは、水位ＬＷＬと少なくとも等しく、通常はそれよりも高くなるようにする。設計上の最低水位Ｌｄは、吸込管の内径やポンプ吐出流量に対応して決められる。
【００３４】
設計上の最低水位Ｌｄ乃至は最低水位ＬＷＬの下方には、羽根車２０の吸込開始水位ＳＬＷＬがある。この水位は、羽根車２０の先端部分の水位に相当する。低い水位から水位が上昇して、羽根車２０が水に接すると、気水攪拌が開始され間もなく水が吐出されるからである。
【００３５】
吸込開始水位ＳＬＷＬの下方には、空気吸込孔５１の高さに相当する吸気水位Ａ１がある。これは空気吸込孔５１の上側端部に相当する。水位Ｌが低下して、水位ＬＷＬに到ると、水位Ｌよりも負圧分ｈだけ低い空気管６０中の水位がこの水位Ａ１になり、空気管６０を通して吸込管３１に空気が吸い込まれ始める。
【００３６】
なお本実施の形態では、空気吸込孔５１の上側端部の高さが吸気水位Ａ１となっている。吸気水位Ａ１の下方には、吸込管３１の先端の水位Ａ２がある。
【００３７】
さらに図１を参照して、立軸ポンプ１０の作用を説明する。先ず水位がＡ２よりも低い状態で立軸ポンプ１０を始動する。例えば上流側で大雨が降ったとの降雨情報が入った場合等、ある時間の後に水位が急に上昇することが予測される。そのような場合に、水位がＡ２よりも下の状態で、先行待機運転用の立軸ポンプ１０が始動される。先行待機運転の開始である。
【００３８】
雨水の流入により水槽内の水位Ｌが上昇し、吸込ベルの下端水位Ａ２を越える。水位がさらに上昇して水位Ａ１を越えても、まだ水は吸い上げられない。羽根車２０は空転している。
【００３９】
水位Ｌがさらに上昇して、水位ＳＬＷＬまで到達したところで、羽根車２０は気水攪拌を開始する。そして水を吸い込み始める。このときは、空気管６０を通し、空気吸込孔５１から、吸込管３１内に、水と一緒に空気も吸い込むのでポンプは要項点の全水量吐出の運転ではない。即ち、立軸ポンプ１０は気水混合運転をしている。さらに水位Ｌが上昇すると徐々に吸込空気量は減少し、代わりに水量が増加する。やがて水位Ｌが水位ＬＷＬまで上昇すると空気の吸込量がゼロになり、そのときのＱＨカーブ（不図示）上のＨ次第であるが、要項点の全水量を吐出するに至る。即ち、定常運転に入る。
【００４０】
さらに水位が、水位ＬＷＬと水位ＨＷＬの間の水位まで上昇して、ポンプ１０は定常運転を継続する。その後、ポンプ１０の排水により今度は水位Ｌが低くなってゆくと、水位ＬＷＬで（空気管６０中の水位が吸気水位Ａ１に到るので）空気管６０を通して空気を吸い込み始める。即ち、再び気水混合運転が開始される。水位Ｌが低下するにつれて吸込空気量が増えて、代わりに水量が減ってゆく。さらに水位Ｌが下がり、水位Ａ１付近になると水の吸込が終わり、羽根車２０は空気中で運転される空運転状態になる。即ち、ポンプ１０は全く水を吸い込まないエアロック状態となる。
【００４１】
このようにして、羽根車２０は空気中での空転状態を続けることになる。降雨が続くときは、そのまま運転を続け、再び水位Ｌが上昇してきて、前記のように水位ＳＬＷＬに到達したところでポンプ１０は水を吸い込み始める。このようにして、先行待機運転用ポンプ１０は、水槽１の水位にかかわらず、空運転と要項点全水量の運転との間で運転を継続することができる。空運転と要項点全水量運転との間の移り変わりは、ポンプが空気も一緒に吸い込むのでなめらかに行われる。
【００４２】
前述のように雨水の流入により水槽内の水位Ｌが上昇して、水位がＡ１を越えても、まだ水は吸い上げられないが、水位低下直後で羽根車２０の上方に水が溜まっている間に再び水位が上昇したときは空気吸込孔５１の高さである水位Ａ１で水の吸い上げが始まる。
【００４３】
以上のような先行待機運転ポンプは、本発明の実施の形態であるポンプ機場には複数台設置されている。そのような機場の運転において、水位の増加に伴って１台のポンプでは排水量が不足する場合には、次々に他のポンプを起動して複数台の運転に入る。
【００４４】
図２の平面断面図及び側面断面図を参照して、本発明の第１の実施の形態であるポンプ機場を説明する。
【００４５】
図２（ａ）の平面断面図に示すように、本実施の形態の機場の水槽は、鉄筋コンクリート製の水槽壁１０４で周囲を囲んで形成されている。この水槽は、水槽本体部分１００と、水槽の第１の部分１０１、第２の部分１０２、第３の部分１０３とを含んで構成されている。第１の部分と第２の部分は鉄筋コンクリート製の水槽仕切壁１０５で、第２の部分と第３の部分は水槽仕切壁１０６で仕切られており、各部分はそれぞれカタカナのコの字形のようなポンプ毎の水槽として形成されている。
【００４６】
コの字の第１の部分１０１の開放部は、第１のゲート１１０ａで水槽本体部分１００と仕切られ、その結果、第１の部分１０１は上方から見てほぼ矩形の小水槽を形成している。同様に、コの字の第２の部分１０２は、第２のゲート１１０ｂで水槽本体部分１００と仕切られ、コの字の第３の部分１０３は、第３のゲート１１０ｃで水槽本体部分１００と仕切られ、それぞれ上方から見てほぼ矩形の小水槽を形成している。
【００４７】
水槽の第１の部分には第１の立軸ポンプＰ１が、水槽の第２の部分には第２の立軸ポンプＰ２が、水槽の第３の部分には第３の立軸ポンプＰ３が、平面図で見て、それぞれ各部分のほぼ中央に設置されている。各ポンプは、先に説明した立軸ポンプ１０の構造を有する。
【００４８】
図２（ｂ）の側面断面図に示すように、第１のゲート１１０ａは、高さ方向のほぼ中央部に形成された鉄筋コンクリート製又は鋼製の固定板１１１ａと、固定板１１１ａより水槽本体部分１００側で固定板１１１ａに対して相対的に下方に配置される下スライド板１１２ａと、固定板１１１ａより第１の部分１０１側で固定板１１１ａに対して相対的に上方に配置される上スライド板１１３ａとを含んで構成されている。固定板１１１ａは、その両端で水槽壁１０４と水槽仕切壁１０５に固設され、支持されている。
【００４９】
固定板１１１ａと下スライド板１１２ａ、固定板１１１ａと上スライド板１１３ａとは、それぞれ非常に近接して（あるいは摺動抵抗が過大にならない程度に接触して）設置されている。
【００５０】
下スライド板１１２ａと上スライド板１１３ａとは、固定板１１１ａに対して上下方向にスライドするように構成されている。そのために、下スライド板１１２ａと上スライド板１１３ａとは、水槽壁１０４と水槽仕切壁１０５に上下方向に形成された縦溝に案内されて上下方向にスライドできるように構成されている。
【００５１】
下スライド板１１２ａは、最も下方に移動したときにその下端が水槽底床１０７に当接し、上端近傍は固定板１１１ａと重なるような縦方向長さに形成されている。また、上スライド板１１３ａは、最も上方に移動したときでも、その下端近傍は固定板１１１ａと重なるように形成されている。
【００５２】
上スライド板１１３ａが最も上方に移動したときの上端の高さ、上スライド板１１３ａが最も下方に移動したときの上端（ほぼ固定板１１１ａの上端に相当）の高さ、そして下スライド板１１２ａが上方にあるか水槽底床１０７に当接しているかによって、水槽本体部分１００の水位がいかなるときに、第１の部分１０１に本体部分１００から水が流入し始めるか、言い換えれば、ポンプＰ１が水を吸い上げ始めるかが定まる。
【００５３】
第２のゲート１１０ｂ及び第３のゲート１１０ｃは、第１のゲート１１０ａと同様な構造を有する。
【００５４】
図３の側面断面図を参照して、第１、第２、第３のゲート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの各状態と各ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３が水を吸い上げ始める水位との関係を説明する。
【００５５】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ある時点での、それぞれ第１、第２、第３の部分１０１、１０２、１０３と各ゲート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの状態を示す側面断面図である。
各ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、その吸込管の先端（下端）が水位Ａ２に相当する高さになるように据え付けられている。この場合、各ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３の吸込管の先端（下端）は、同じ高さに据え付けられている。
【００５６】
（ａ）に示すように第１のゲート１１０ａでは、下スライド板１１２ａは上方に引き上げられて、その下端と水槽底床１０７との間は開放されている。
（ｂ）に示すように第２のゲート１１０ｂでは、下スライド板１１２ｂは下方に落とされて、その下端と水槽底床１０７とは当接している。また上スライド板１１３ｂは、上スライド板１１３ｂが引き下げられ得る最下方に引き下げられて、その上端は固定板１１１ｂの上端とほぼ一致している。このときの上スライド板１１３ｂの（又は固定板１１１ｂの）上端の水位をＬ２とする。
（ｃ）に示すように第３のゲート１１０ｃでは、下スライド板１１２ｃは下方に落とされて、その下端と水槽底床１０７とは当接しており、上スライド板１１３ｃは、上スライド板１１３ｃが引き上げられ得る最上方に引き上げられている。このときの上スライド板１１３ｃの（又は固定板１１１ｃの）上端の水位をＬ３とする。
【００５７】
この状態では、水槽本体部分１００の水位がＡ２よりも低いときは、水は第１のゲート１１０ａの下方を通って、第１の部分１０１に流入するものの、まだポンプに吸い込まれない。水位がＡ２を越えて上昇して、先に説明したようにＳＬＷＬ（図１参照）に達すると、水はポンプＰ１に吸い込まれ始める。
【００５８】
水位がさらに上昇して、（ｂ）に示す上スライド板１１３ｂの上端（水位Ｌ２）を越えると、水はその上端をオーバーフローして第２の部分に流入し始める。そして第２の部分の水位がポンプＰ２のＳＬＷＬを越えると、水はポンプＰ２に吸い込まれ始める。
【００５９】
水位がさらに上昇して、（ｃ）に示す上スライド板１１３ｃの上端（水位Ｌ３）を越えると（図３ではまだ越えていない）、水はその上端をオーバーフローして第３の部分に流入し始める。そして第３の部分の水位がポンプＰ３のＳＬＷＬを越えると、水はポンプＰ３に吸い込まれ始める。
【００６０】
このようにして、ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、同一仕様のポンプであり、特に胴管部３３ａ（図１参照）の長さが同一であり、その据付高さが同じで、特に羽根車の設置高さが同じであるにもかかわらず、水を吸い込み始める水位を異ならせることができる。
【００６１】
図３に示す例では、ゲート１１０ａは、下スライド板１１２ａが引き上げられ、固定板１１１ａの下方が開放されているので、第１の所定の水位は水位０であり、水槽本体部分１００に水が流入すると、第１の部分１０１に水が流入する。またゲート１１０ｂは、水槽本体部分１００から第２の部分１０２に水が流入するときの本体部分１００の水位が、第２の所定の水位Ｌ２になるように設定されていることになる。第２の所定の水位は第１の所定の水位とは異なる水位であり、適切な幅だけ高い水位となっている。さらに、ゲート１１０ｃは、水槽本体部分１００から第３の部分１０３に水が流入するときの本体部分１００の水位が、第３の所定の水位Ｌ３になるように設定されており、第３の所定の水位は第１及び第２の所定の水位とは異なる水位であり、適切な幅だけさらに高い水位となっている。
【００６２】
図３では、水位が上昇するとき、ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３の順番で水を吸い上げ始める場合を説明したが、各ゲートは同様な構造に作られているので、各ゲートの状態を変更することにより、順番はいかようにも設定することができる。
【００６３】
以上各ゲート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの設定により、水槽本体部分１００から第１、第２、第３の部分１０１、１０２、１０３に水が流入するときの、本体部分１００の水位を設定できると説明したが、言い換えれば、水槽本体部１００の水位がいかなるときに、各ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３が排水を開始するかを設定できると言ってもよい。
【００６４】
本実施の形態によれば、一つの機場で同一仕様のポンプが使用できるので、製造工程が単純となり、複数のポンプの水の吸い込み順番をいかようにも設定できるので、特定のポンプの消耗が激しくなるようなことを防止できる。すなわち、各ポンプの運転時間と形状の均一化を図ることができるので、製造及び建設と維持管理性の向上が可能となる。
【００６５】
なお本実施の形態では、各ゲート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、あらかじめ定められた各ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３の排水開始の順番に従って、水位とは関係なく各下スライド板と各上スライド板の高さ方向の位置を設定しておくものとして説明したが、これに限らず、不図示の水位センサ等の液面検知手段を設け、該水位センサで検出される水位に応じて、特に上スライド板の高さ方向の位置を調整、ないしは設定可能に構成してもよい。水位センサは、水槽本体部１００の水位を検出する。
【００６６】
図４の斜視図を参照して、第２のゲート１１０ｂの構造の一例を説明する。第１と第３のゲートも基本的に同一構造であるので、これらについて重複した説明は省略する。
【００６７】
図中、水槽仕切壁１０５は図示してあるが、手前側にあるはずの水槽仕切壁１０６は図示を省略してある。固定壁１１１ｂは、水槽仕切壁１０５と不図示の水槽仕切壁１０６に固設され、これらの壁で支持されている。固定壁１１１ｂの下端から水槽底床１０７との間の縦方向距離は、下スライド板１１２ｂの縦方向長さよりも小さい。したがって、下スライド板１１２ｂが最下方に落ちているときは、固定板１１１ｂの下方の流路は閉鎖される。
【００６８】
また、固定壁１１１ｂの上方の空間を仕切るために、上スライド板１１３ｂが設けられている。
【００６９】
水槽仕切壁１０５と不図示の水槽仕切壁１０６には、下スライド板１１２ｂと上スライド板１１３ｂをスライドして案内する縦溝１１６、１１７がそれぞれ形成されている。また下スライド板１１２ｂと上スライド板１１３ｂのそれぞれの上端には、吊り下げ環１１４が取り付けられ、この吊り下げ環１１４には、吊り下げ鋼索１１５が結ばれている。吊り下げ鋼索１１５は、水槽床上に設置される不図示のウインチで巻き上げられ、それに伴い上スライド板１１３ｂ、下スライド板１１２ｂは、引き上げられ又引き下げられる。このとき上スライド板１１３ｂと下スライド板１１２ｂは、それぞれ縦溝１１７と縦溝１１６に案内され、上下に動く。鋼索１１５は、上スライド板１１３ｂ用の１本だけ図示してある。
【００７０】
さらに図５の部分側面断面図を参照して、ゲート１１０ｂの構造の別の一例と、下水ポンプＰ０との関係を説明する。他のゲート１１０ａ、１１０ｃについても同様である。
【００７１】
（ａ）に示すように、下スライド板１１２ｂは最下方に落ちているときは、水槽底床１０７に当接する。
（ｂ）の下スライド板正面図に示すように、この実施の形態では、下スライド板１１２ｂの下端部は一部が矩形に切り欠かれている。その切り欠き部には、チェッキ板１１２ｂ−１が嵌合されている。この切り欠き部とチェッキ板１１２ｂ−１とが、逆止装置を構成している。
（ｃ）の拡大断面図に示すように、チェッキ板１１２ｂ−１には、上端の水槽本体部分１００側にヒンジ１１２ｂ−２が設けられ、チェッキ板１１２ｂ−１は下スライド板１１２ｂに、このヒンジ１１２ｂ−２により接続されている。チェッキ板１１２ｂ−１は、水槽の第２の部分１０２の水位が水槽本体部分１００の水位よりも高くなると、水槽本体部分１００側に振れて切り欠き部分を開放するように構成されている。チェッキ板１１２ｂ−１が振れると、水は第２の部分１０２から水槽本体部分１００側に流れる。
【００７２】
また（ｃ）に示すように、水槽底床１０７には当接板１０７ａが埋め込まれている。当接板１０７ａは、水槽本体部分１００側に傾斜する形状に形成され、チェッキ板１１２ｂ−１の下端部は、これにピタリと嵌合するように斜めにそぎ落とされている。したがって、水槽の第２の部分１０２の水位が水槽本体部分１００の水位よりも低いと、チェッキ板１１２ｂ−１は、その下端部が当接板１０７ａに当接するように振れて、切り欠き部分を閉鎖する。この状態では、水は水槽本体部分１００側から第２の部分１０２に流れることがない。
【００７３】
一方、（ａ）に示すように、水槽本体部分１００の底床１０７の一部は、一段と低く形成され、その部分には下水ポンプＰ０が設置されている。下水ポンプＰ０は、先行待機運転ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３よりも低い水位で水を吸い込むことができる。したがって通常時は、水槽に流れ込む下水が下水ポンプＰ０で排水される。ポンプＰ０の排水先は、川や海ではなく下水処理場である。
【００７４】
図３に戻って、逆止装置（図３には不図示）の作用を説明する。先に説明したように、大雨等の際には、水槽の水位が上がるので先行待機運転ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３が作動する。このとき、図３に示した例では、ポンプＰ１、ポンプＰ２、ポンプＰ３の順番で水を吸い込む。（ｂ）に示す下スライド板１１２ｂの下端にあるチェッキ板（不図示）は、水槽本体部分１００の水位が第２の部分１０２よりも高いので水の流れを止めている。（ｃ）の下スライド板１１２ｃも同様である。
【００７５】
図３（ｂ）に注目して、図示の状態から水槽本体部分１００の水位が低下した場合を考える。水槽本体部分１００の水位が第２の部分１０２の水位よりも低くなると、図５で説明したように、チェッキ板１１２ｂ−１が水槽本体部分１００側に振れて第２の部分１０２の水位が下がる。水位が図５に示すような、ポンプＰ０でのみ排水可能な水位まで低下すると、第１の部分だけでなく、第２の部分と第３の部分の水も、停滞することなく、水槽本体部分１００の最低部に流入し、ポンプＰ０で排水される。このようにして、ゲート１１０ｂの下部スライド板１１２ｂを開けることなく、ポンプＰ２、Ｐ３周辺に溜まった水を水槽本体部分１００に戻すことができる。
【００７６】
逆止装置は、チェッキ板１１２ｂ−１に限らず、水槽底床１０７又は水槽壁１０４又は仕切壁１０５、１０６内に埋め込んで水槽本体部分１００と第１〜第３の部分とをそれぞれ一方向に連通するチェッキ弁であってもよい。
【００７７】
以上の実施の形態では、先行待機運転ポンプが３台の場合で説明したが、２台であってもよいし、４台以上であってもよい。台数が増えたときは、上スライド板１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃの上端の停止高さを、各ポンプの所望の吸い込み開始水位に応じて設定すればよい。また固定板１枚に対してスライド板を３枚以上含む構成としてもよい。
【００７８】
以上の実施の形態では、ゲートは固定板と下スライド板、上スライド板で構成されるものとして説明したが、これに限らず、固定板を備えることなく、下スライド板と上スライド板とを備え、それぞれ水槽壁又は仕切壁に形成された縦溝に沿って案内される構造としてもよい。さらにスライド板を３枚以上備える構造としてもよい。又は、１枚のスライド板の高さを自由に設定できるように構成してもよい。このときは例えば、第１、第２、第３の各部分と水槽本体部分１００との間に段差をつけて、段差部分に前記１枚のスライド板を摺動させればよい。
さらにスライド板ではなく、例えば水槽底床１０７に設置されたヒンジ構造を有する回動板であってもよい。また簡易な構造として、角落としにより、本設備を構成してもよい。
【００７９】
本発明の実施の形態によれば、ポンプ運転時間と形状の均一化により、先に説明したように、建設と維持管理性の向上が可能となる。
またポンプのうち１台が故障したとき、他の号機による代替が可能である。
また故障したポンプを交換するにしても、同一仕様のポンプで済むので、製造納期の短縮化が容易である。
また水の流入形態の変化に合わせて、設定水位を容易に変更することができる。すなわちゲートの開度の設定を変更するだけで済む。
また下スライド板を開けることにより、水位を急激に低下させることも可能である。すなわち全ての下スライド板を上げれば、全てのポンプによる並行した排水が可能となり、緊急排水に対応することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
２つ以上、複数の立軸ポンプを備えながら、各ポンプの運転時間の均一化を図ることが可能で維持管理性の高いポンプ機場を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態である機場に適した立軸ポンプの正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態である機場の平面断面図と側面断面図である。
【図３】ゲートの各状態と各ポンプが水を吸い上げ始める水位との関係を説明する側面断面図である。
【図４】本発明の実施の形態で用いるのに適したゲートの構造を説明する斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態で用いるゲートの構造の一例を示す部分側面断面図である。
【図６】従来の立軸ポンプを示す正面部分断面図である。
【図７】従来の機場の複数の立軸ポンプの関係を示す模式的正面断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  立軸ポンプ
２０  羽根車
２１  回転軸
３０  ケーシング
３１  吸込管
３３  ケーシング本体
３３ａ  胴管部
３３ｂ  曲管部
５１  空気吸込孔
６０  空気管
６１  開放端
１００  水槽本体部分
１０１  水槽の第１の部分
１０２  水槽の第２の部分
１０３  水槽の第３の部分
１０４  水槽壁
１０５、１０６  水槽仕切壁
１０７  水槽底床
１１０ａ  第１のゲート
１１０ｂ  第２のゲート
１１０ｃ  第３のゲート
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ  固定板
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ  下スライド板
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ  上スライド板
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  立軸ポンプ
ｈ  負圧水頭
ＨＷＬ  最高水位
Ｌｄ  設計水位
ＬＷＬ  最低水位
ＳＬＷＬ  羽根車の吸込開始水位
Ａ１  吸気水位
Ａ２  吸込管下端水位
【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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