(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を開閉するゲートの扉体に横軸ポンプを取付けた横軸ポンプゲートの開閉と運転制御方法であって、
前記横軸ポンプは、前記水路における前記ゲートの外側の外水路から内側の内水路への逆流を防止する弁を備え、内水路の水位（内水位）よりも外水路の水位（外水位）が低い安全水位で、外水路の水位上昇が予測されない好気象条件では、ゲートを開放して内水路から外水路に自然排水させ、
気象条件の悪化で外水路から内水路に逆流する逆流開始水位前段の危険水位まで外水位が上昇する前にゲートを閉じ、かつ横軸ポンプの運転停止状態でポンプケーシングを排水路として内水路から外水路に自然排水させる強制排水待機状態に保持し、
該強制排水待機状態で内水位が横軸ポンプの運転開始水位以上になれば、該内水位が横軸ポンプの運転停止水位に低下するまで横軸ポンプを運転して内水路から外水路に強制排水させ、
気象条件が前記悪気象条件から好気象条件に回復するのに伴って外水位が少なくとも前記安全水位まで低下し、かつ気象条件の変化により外水位が少なくとも前記危険水位まで上昇しないと見込まれる逆流警報解除の状態を確認した後にのみゲートを開放して内水路から外水路に自然排水させることを特徴とする横軸ポンプゲートの開閉と運転の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横軸ポンプゲートの開閉と運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図３に示すゲート１に立軸ポンプ２を取付けた立軸ポンプゲートの開閉と運転は、水路３におけるゲート１の内側の内水路（たとえば支流）４の水位（以下、内水位という）とゲート１の外側の外水路（たとえば本流河川）５の水位（以下、外水位という）の状況に応じた制御に基づいてなされる。
【０００３】
すなわち、外水位が内水位よりも低い安全水位ＬＷＬ１で、しかも外水路５の水位上昇が予測されない好気象条件では、ゲート１を開放して内水路４から外水路５へ自然排水させる。また、降雨などによる気象条件の悪化により外水位が危険水ＨＷＬ１まで上昇すると、比較的短時間で外水路５から内水路４に逆流する逆流開始水位ＨＨＷＬまで上昇することが予測されるので、図４のようにゲート１を閉じる。
【０００４】
このようにゲート１を閉じると、内水位が立軸ポンプ２の運転開始水位ＨＷＬまで上昇する。これにより、立軸ポンプ２の運転を開始して内水路４から外水路５に強制排水させることで内水路４の氾濫を防止する。また、立軸ポンプ２の運転によって内水位が立軸ポンプ２の運転停止水位ＬＷＬまで低下すると、立軸ポンプ２の運転を停止する。つまり、ゲート１の閉じ状態では、内水位の状況に応じて立軸ポンプ２の運転・停止が繰り返して行われる。なお、立軸ポンプ２の運転を停止しても、立軸ポンプ２の吐出口に設けた弁（フラップ弁）６の逆流防止作用によって、外水路５から内水路４への逆流は防止される。
【０００５】
一方、気象条件が前記の悪気象条件から好気象条件に回復して、外水位が安全水位ＬＷＬ１まで低下すると、立軸ポンプ２の運転を停止したのち、図３のようにゲート１を開放することで内水路４から外水路５に自然排水させるように制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の立軸ポンプゲートの開閉と運転制御方法では、図４のようにゲート１を閉じた場合、比較的短時間で内水位が立軸ポンプ２の運転開始水位ＨＷＬまで上昇するとともに、立軸ポンプ２の運転によって比較的短時間で内水位が運転停止水位ＬＷＬまで低下する。このため、立軸ポンプ２の運転・停止頻度が高くなり、立軸ポンプ２に悪影響をおよぼすとともに、立軸ポンプ２の運転時間が長くなって消費電力を増大させる。
【０００７】
また、外水位が逆流開始水位ＨＨＷＬまで上昇するのを予測する危険水位ＨＷＬ１まで上昇したためにゲート１を閉じても、実際は予測に反して外水位が逆流開始水位ＨＨＷＬまで上昇しない状態を生じると、ゲート１を閉じたことが無駄になり、かつ立軸ポンプ２も無駄に運転・停止制御されることになる。さらに、危険水位ＨＷＬ１から逆流開始水位ＨＨＷＬまで上昇する時間が予測時間よりも遅れると、遅延時間内で立軸ポンプ２が無駄に運転・停止制御されることになる。このため、安易な判断によってゲート１を閉じることができず、的確な判断が要求される。
【０００８】
一方、気象条件の回復によって外水位が安全水位ＬＷＬ１まで低下すると、この時点で速やかにゲート１を開放して、内水路４から外水路５に自然排水させる制御がなされる。このように、ゲート１を早めに開放することで、立軸ポンプ２の運転・停止頻度を低減して、立軸ポンプ２におよぶ悪影響や消費電力の増大などが加算されるのを避けることができる。しかし、外水路５の上流域で気象条件が急変すると、外水位が急激に危険水位ＨＷＬ１まで上昇するので、前記早めに開放したゲート１を短時間の開放後に再び閉じる煩雑な制御が必要になる。
【０００９】
そこで、本発明は、降雨などによる気象条件の悪化により、外水路から内水路への逆流が予測される場合には、早めにゲートを閉じてもポンプの運転・停止頻度が低く抑えられ、また、予測に反して逆流が生じない場合あるいは逆流の開始が予測よりも遅れた場合でも、ゲートを閉じたことが無駄にならず、かつポンプの無駄な運転・停止が回避されることにより、比較的安易な判断によってゲートを閉じることが可能になり、さらに、気象条件が回復した場合にはゲートの開放状態を長時間保持して、短時間で再び閉じられる不都合を回避することができる横軸ポンプゲートの開閉と運転の制御方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る横軸ポンプゲートの開閉と運転の制御方法は、水路を開閉するゲートの扉体に横軸ポンプを取付けた横軸ポンプゲートの開閉と運転制御方法であって、前記横軸ポンプは、前記水路における前記ゲートの外側の外水路から内側の内水路への逆流を防止する弁を備え、内水路の水位（内水位）よりも外水路の水位（外水位）が低い安全水位で、外水路の水位上昇が予測されない好気象条件では、ゲートを開放して内水路から外水路に自然排水させ、気象条件の悪化で外水路から内水路に逆流する逆流開始水位前段の危険水位まで外水位が上昇する前にゲートを閉じ、かつ横軸ポンプの運転停止状態でポンプケーシングを排水路として内水路から外水路に自然排水させる強制排水待機状態に保持し、該強制排水待機状態で内水位が横軸ポンプの運転開始水位以上になれば、該内水位が横軸ポンプの運転停止水位に低下するまで横軸ポンプを運転して内水路から外水路に強制排水させ、気象条件が前記悪気象条件から好気象条件に回復するのに伴って外水位が少なくとも前記安全水位まで低下し、かつ気象条件の変化により外水位が少なくとも前記危険水位まで上昇しないと見込まれる逆流警報解除の状態を確認した後にのみゲートを開放して内水路から外水路に自然排水させることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、降雨などによる気象条件の悪化により、外水路から内水路への逆流が予測される場合には、早めにゲートを閉じても、ポンプケーシングを排水路として内水路から外水路に自然排水させる強制排水待機状態に保持されるので、横軸ポンプの運転・停止頻度を低く抑えることができる。
また、予測に反して逆流が生じない場合あるいは逆流の開始が予測よりも遅れた場合でも、ゲートの閉じ状態でポンプケーシングを排水路とした自然排水がなされるので、ゲートを閉じたことが無駄にならず、かつポンプの無駄な運転・停止が回避される。このため、比較的安易な判断によってゲート１を閉じることが可能になる。
さらに、気象条件が回復した場合には、外水位が少なくとも前記安全水位まで低下し、かつ気象条件の変化により外水位が少なくとも危険水位まで上昇しないと見込まれる逆流警報解除の状態を確認した後にのみゲートを開放して内水路から外水路に自然排水させるので、ゲートの開放状態を長時間保持して、短時間で再び閉じられる不都合を回避することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施に適用される横軸ポンプゲートの一実施の形態を示す縦断側面図である。なお、図３および図４の従来例と同一もしくは相当部分には同一符号を付して、重複した説明は省略する。
【００１３】
図１において、水路３を開閉するゲート１の扉体には、該ゲート１を貫通して横軸ポンプ７が取付けられて横軸ポンプゲートを構成している。横軸ポンプ７は、アウターロータ水中ポンプによってなり、ポンプケーシング８の内部に同心に取付けられ、ポンプケーシング８の入口は内水路４に臨んで開口し、吐出口は外水路５に臨んで開口している。また、ゲート１はスピンドル９を介して図示されていない開閉装置に連結されている。したがって、開閉装置の手動制御または自動制御によってゲート１を昇降させることで水路３の開閉がなされる。
【００１４】
つぎに、前記横軸ポンプゲートの開閉と運転の制御方法について説明する。
外水位が内水位よりも低い安全水位ＬＷＬ１で、しかも外水路５の水位上昇が予測されない好気象条件では、図１のようにゲート１を開放する。これにより内水路４から外水路５へ自然排水がなされる。
【００１５】
気象条件の悪化で、図２に示すように、外水路５から内水路４に逆流する逆流開始水位ＨＨＷＬ前段の危険水位ＨＷＬ１まで外水位が上昇する前にゲート１を閉じ、かつ横軸ポンプ７の運転停止状態でポンプケーシング８を排水路として内水路４から外水路５に自然排水させる強制排水待機状態に保持する。
【００１６】
このように、外水路５から内水路４への逆流が予測される場合には、外水位が危険水位ＨＷＬ１まで上昇する前に早めにゲート１を閉じても、ポンプケーシング８を排水路として内水路４から外水路５に自然排水させる強制排水待機状態に保持されるので、内水位が横軸ポンプ７の運転開始水位ＨＷＬまで上昇するのを遅らせることができる。
【００１７】
強制排水待機状態に保持することで、内水位が横軸ポンプ７の運転開始水位ＨＷＬまで上昇すれば、横軸ポンプ７を運転して内水路４から外水路５に強制排水させて内水路４の氾濫を防止する。この強制排水によって内水位が運転停止水位ＬＷＬまで低下した時に横軸ポンプ７の運転を停止させ、ポンプケーシング８を排水路として内水路４から外水路５に自然排水させる。すなわち、降雨などによる気象条件の悪化により、外水路５から内水路４への逆流が予測される場合には、早めにゲート１を閉じても横軸ポンプ７の運転・停止頻度を低く抑えることができる。したがって、横軸ポンプ７に悪影響がおよぶのを大幅に緩和することができるとともに、横軸ポンプ７の運転時間が短縮されるので消費電力を削減することができる。
【００１８】
また、予測に反して逆流が生じない場合あるいは逆流の開始が予測よりも遅れた場合でも、ゲート１の閉じ状態でポンプケーシング８を排水路とした自然排水がなされるので、ゲート１を閉じたことが無駄にならず、かつポンプの無駄な運転・停止が回避される。このため、比較的安易な判断によってゲート１を閉じることが可能になる。
【００１９】
さらに、気象条件が回復するのに伴って外水位が少なくとも安全水位ＬＷＬ１まで低下し、かつ気象条件の変化により外水位が少なくとも危険水位ＨＷＬ１まで上昇しないと見込まれる逆流警報解除の状態を確認した後にのみゲート１を開放して内水路４から外水路５に自然排水させる制御を行う。このように制御されることで、ゲート１の開放状態を長時間保持して、短時間で再びゲート１が閉じられる不都合を回避することができる。つまり、気象条件が回復した場合には、開放状態が長時間保持されるタイミングでゲート１を開放する制御がなされるので、開放したゲート１を短時間の開放後に再び閉じる煩雑な制御が不要になる。
【００２０】
なお、前記実施の形態では、１つのゲート１に１台の横軸ポンプ７を取付けて制御しているが、１つのゲート１に複数台（たとえば２台）の横軸ポンプ７を取付けて制御してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の横軸ポンプゲートは開閉と運転の制御がなされるので、以下のような格別の効果を奏する。
【００２２】
すなわち、降雨などによる気象条件の悪化により、外水路から内水路への逆流が予測される場合には、早めにゲートを閉じても、ポンプケーシングを排水路として内水路から外水路に自然排水させる強制排水待機状態に保持されるので、横軸ポンプの運転・停止頻度を低く抑えることができる。また、予測に反して逆流が生じない場合あるいは逆流の開始が予測よりも遅れた場合でも、ゲートの閉じ状態でポンプケーシングを排水路とした自然排水がなされるので、ゲートを閉じたことが無駄にならず、かつポンプの無駄な運転・停止が回避される。このため、比較的安易な判断によってゲート１を閉じることが可能になる。さらに、気象条件が回復した場合には、外水位が少なくとも前記安全水位まで低下し、かつ気象条件の変化により外水位が少なくとも危険水位まで上昇しないと見込まれる逆流警報解除の状態を確認した後にのみゲートを開放して内水路から外水路に自然排水させるので、ゲートの開放状態を長時間保持して、短時間で再び閉じられる不都合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施に適用される横軸ポンプゲートの開放状態の一実施の形態を示す縦断側面図である。
【図２】  図１の横軸ポンプゲートの閉じ状態を示す縦断側面図である。
【図３】  従来の立軸ポンプゲートの開放状態の一例を示す縦断側面図である。
【図４】  図３の立軸ポンプゲートの閉じ状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１  ゲート
３  水路
４  内水路
５  外水路
６  弁（フラップ弁）
７  横軸ポンプ
８  ポンプケーシング
ＨＷＬ  横軸ポンプの運転開始水位
ＬＷＬ  横軸ポンプの運転停止水位
ＨＨＷＬ  逆流開始水位
ＨＷＬ１  危険水位
ＬＷＬ１  安全水位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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