JP2004143885A

JP2004143885A - Pump gate

Info

Publication number: JP2004143885A
Application number: JP2002312650A
Authority: JP
Inventors: Michiharu Arai; 荒井　通晴
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce vibration and noises of a submerged pump by preventing the submerged pump in a pump gate from sucking air. <P>SOLUTION: The horizontal shaft type pump gate is provided with the submerged pump for forcibly draining water toward the other side from one side of a door 2, and is provided with a projecting part 6 projecting toward the bottom of a waterway from above a water surface so that the water flow direction in the vicinity of the water surface on one side gently changes toward the bottom of the waterway. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を強制排水するポンプゲートに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ポンプゲートは、河川の水路を遮断する扉に水を強制排水するための水中ポンプを取り付けたものであるが、水中ポンプの取り付け方法に応じて横軸タイプのものと縦軸タイプのものとがある。横軸タイプのポンプゲートは、横倒し状態とされた略円筒状のポンプケーシング内に原動機の回転軸に羽根車が取り付けられたポンプ本体が配置されたものであり、羽根車の回転によってポンプケーシングの一方の開口（吸引開口）から水を吸い込んで他方の開口（吐出開口）に吐き出す。これに対して、縦軸タイプのポンプゲートは、水を下から吸い込んで側方に吐き出すように構成されたものである。
【０００３】
ところで、横軸タイプのポンプゲートの場合には、吸引開口の手前に当該吸引開口の上部を塞ぐようにスキンプレートが設けられており、水面近傍の水は、スキンプレートに一旦当たってから当該スキンプレートを迂回するようにして吸引開口内に流れ込む。すなわち、水面近傍の水は、スキンプレートに一旦当たった際に水面上の空気を巻き込んで吸引開口内に流れ込む。このような空気の巻き込みが生じた場合、つまり水中ポンプが空気を多量に含む水を吸い込むと、ポンプ本体が振動や騒音を発生し、水中ポンプの耐久性が損なわれる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２９０９２号公報
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、以下の点を目的とするものである。
（１）水中ポンプが空気を吸い込むことを防止する。
（２）水中ポンプの振動・騒音を低減させる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、扉（２）の一方の側から他方の側に向けて水を強制排水する水中ポンプ（３）が設けられた横軸式のポンプゲートであって、一方の側における水面近傍の水流方向が水路の底に向け緩やかに変動するように、水面の上方から水路の底に向けて突出する突出部（６）を備えるという構成を採用する。
【０００７】
第２の手段として、上記第１の手段において、突出部（６）は、水面の上方から水中ポンプ（３）の軸芯（Ｌ）まで突出するという構成を採用する。
【０００８】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、突出部（６）は、扉（２）が上昇した場合は水路を開放するように姿勢設定され、扉（２）が下降した場合には、一方の側における水面近傍の水流方向を緩やかに変動させるように姿勢設定される可動板であるという構成を採用する。
【０００９】
第４の手段として、上記第３の手段において、可動板（６）は、一端がヒンジ（７）によって躯体（１）の一部として水面の上方に構築された天井壁（１Ｄ）に支持され、他端が扉（２）に形成された溝（２ｄ）に係合するという構成を採用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わるポンプゲートの一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係わるポンプゲートの縦断面図、図２は、この縦断面図におけるＡ−Ａ線矢視図である。これらの図において、符号１は躯体、２はゲート（扉）、３は水中ポンプ、４はラック棒、５は昇降装置、６は可動板（突出部）、７はヒンジ、Ｓ１は上流側水面、Ｓ２は下流側水面である。
【００１２】
躯体１は、河川の特定箇所、例えば支流が本流に流れ込むところに設けられており、左右の側壁１Ａ，１Ｂと底壁１Ｃとによって水路を形成している。各側壁１Ａ，１Ｂには、所定深さの溝１ａ，１ｂが対を成して形成されている。ゲート２は、所定厚さの略矩形状に形成されており、左右の端部が上記溝１ａ，１ｂに填り込むことによって水路を遮断するように配置されている。このようなゲート２には、上流側と下流側とを連通させる貫通孔２ａが２つ並んで形成されており、この各貫通孔２ａの下流側には水中ポンプ３が取り付けられている。
【００１３】
水中ポンプ３は、一方の開口端が上記各貫通孔２ａのに填め合わされたポンプケーシング３ａと、当該ポンプケーシング３ａの中心固定されたポンプ本体３ｂと、ポンプケーシング３ａの他方の開口端に開閉自在に固定されたフラッパー弁（逆流防止弁）３ｃとから構成されている。
【００１４】
また、上記ゲート２の上端には、ラック棒４が立設されている。このラック棒４の上端部は、躯体１の一部としてゲート２の上方に構築された昇降台１Ｅに支持されており、この昇降台１Ｅ上には、ラック棒４を上下動させる昇降装置５が備えられている。すなわち、ラック棒４が固定されたゲート２は、昇降装置５が作動することによって上記溝１ａ，１ｂに沿って上下動し、水路を開放／遮断する。図１における実線はゲート２が水路を遮断した状態を示しており、一方、２点差線は、ゲート２が水路を開放した状態を示している。
【００１５】
さらに、上記ゲート２の上流側には躯体１の一部として天井壁１Ｄが構築されている。この天井壁１Ｄには、矩形状の可動板６の一端がヒンジ７を介して回動自在に固定されている。この可動板６は、他端に突起部６ａ（図２参照）が各々形成されており、この突起部６ａは、ゲート２において上記各貫通孔２ａの上流側に形成された窪部２ｂの外側側部２ｃに各々形成された溝２ｄにそれぞれ填め合わされている。これら各溝２ｂは、図１に示すように、垂直方向に対して所定の角度で傾斜した長溝として外側側部２ｃに形成されている。
【００１６】
すなわち、上記可動板６は、ゲート２を完全に降下させた状態では、図示するように、水面より上方に位置する天井壁１Ｄから水面下に位置する底壁１Ｃに向けて傾斜した状態となり、その他端が水中ポンプ３の軸芯Ｌに達するようになっている。この一方、当該可動板６は、ゲート２を上昇させると溝２ｄ内における突起部６ａの位置が変位し、ゲート２を最大高さまで上昇させた状態では、２点差線で示すように水平状態となる。
【００１７】
次に、このように構成されたポンプゲートの動作について説明する。
【００１８】
図１の実線で示すようにゲート２が降下している場合において、上流からゲート２に向けて流れてくる水は、ゲート２の窪部２ｂから各貫通孔２ａを経由して各水中ポンプ３内に流れ込む。ここで、このような水の流れにおいて、上流水面Ｓ１近傍の流れ方向は、可動板６にぶつかることによって、矢印で示すように水底に向けて緩やかに変化する。すなわち、上流水面Ｓ１近傍の水は、可動板６の存在によって空気を巻き込むことなく各水中ポンプ３内に流れ込む。したがって、水中ポンプ３が空気を吸い込むことによって生じる振動や騒音を低減させることができる。
【００１９】
また、可動板６が水中ポンプ３の軸芯Ｌまで達しているため、上流水面Ｓ１が軸芯Ｌ程度の水位になっても空気を吸い込むことがないので、低水位での水中ポンプ３の全速運転が可能となる。なお、可動板６が水中ポンプ３の軸芯Ｌよりもさらに下方に位置するようにしても良いが、あまり低くすると水中ポンプ３の吸い込み面積が小さくなるので、動作効率が低下することになる。
【００２０】
また、本ポンプゲートは、図３及び図４に示すような変形例も考えられる。
図３及び図４において、貫通孔２ａ、水中ポンプ３、ラック棒４及び昇降部５の構成及び動作の説明は、図１のポンプゲートと同様なため省略する。図３に示すような突出部６Ａは、貫通孔２ａを形成するゲート２の壁面の上部に設置されており、突出部６Ａの吸入側は、水の水流方向が緩やかに変動するような曲面に形成される。すなわち、水流方向を緩やかに変動させるような曲面を有した突出部６Ａを上記壁面の上部に設置することで、簡易な構成で空気が水中ポンプ３に吸い込まれることを防止することができると共に従来と比べより低い水位での全速運転が可能となる。
【００２１】
図４に示すような突出部６Ｂは、図３に示した突出部６Ａが貫通孔２ａを形成する壁面の上部から水中ポンプ３の軸芯Ｌ以下までを覆うように形状設定されたものである。すなわち、水流方向を緩やかに変動させるような曲面を有すると共に軸芯Ｌ以下までを覆うように形状設定された突出部６Ｂを用いることで、簡易な構成で空気が水中ポンプ３に吸い込まれることを防止すると共にさらに低い水位での全速運転が可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、扉の一方の側から他方の側に向けて水を強制排水する水中ポンプが設けられた横軸式のポンプゲートであって、一方の側における水面近傍の水流方向が水路の底に向け緩やかに変動するように、水面の上方から水路の底に向けて突出する突出部を備える。すなわち、水中に空気が巻き込まれにくくなるため、ポンプゲートにおける水中ポンプが空気を吸い込むことを防止すること、ポンプの振動・騒音を低減させることが可能となり、さらにより低い水位での運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるポンプゲートの縦断面図である。
【図２】図１におけるＡから見たゲート２の吸入側の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わるポンプゲートの変形例を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わるポンプゲートの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１……ポンプゲート
２……ゲート（扉）
３……水中ポンプ
４……ラック棒
５……昇降部
６……可動板（突出部）
６Ａ，６Ｂ……突出部
７……ヒンジ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pump gate for forcibly draining water.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
The pump gate is equipped with a submersible pump for forcibly draining water at the door that shuts off the water channel of the river, and the horizontal axis type and the vertical axis type are depending on the mounting method of the submersible pump. is there. The horizontal axis type pump gate has a pump body in which an impeller is mounted on a rotating shaft of a prime mover in a substantially cylindrical pump casing which is in a sideways state. Water is sucked in from one opening (suction opening) and discharged to the other opening (discharge opening). On the other hand, the vertical axis type pump gate is configured to suck water from below and discharge it to the side.
[0003]
By the way, in the case of a horizontal axis type pump gate, a skin plate is provided in front of the suction opening so as to cover the upper part of the suction opening. Flow into the suction opening so as to bypass the plate. That is, when the water near the water surface once hits the skin plate, it entrains the air on the water surface and flows into the suction opening. When such air entrainment occurs, that is, when the submersible pump sucks water containing a large amount of air, the pump body generates vibrations and noises, and the durability of the submersible pump is impaired.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-329092 A
The present invention has been made in view of the above problems, and has the following objects.
(1) Prevent the submersible pump from drawing air.
(2) Reduce vibration and noise of the submersible pump.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, as a first means, a horizontal axis type provided with a submersible pump (3) for forcibly draining water from one side of a door (2) to the other side is provided. Pump gate having a protruding portion (6) protruding from above the water surface toward the bottom of the water channel such that the water flow direction near the water surface on one side fluctuates slowly toward the bottom of the water channel. Is adopted.
[0007]
As a second means, in the first means, a configuration is employed in which the projecting portion (6) projects from above the water surface to the axis (L) of the submersible pump (3).
[0008]
As a third means, in the above first or second means, the projection (6) is set in a posture to open a water channel when the door (2) is raised, and when the door (2) is lowered. Adopts a configuration in which a movable plate is set in such a manner that the water flow direction near the water surface on one side is gently changed.
[0009]
As a fourth means, in the third means, the movable plate (6) is supported at one end by a hinge (7) on a ceiling wall (1D) constructed above the water surface as a part of the frame (1). , The other end is engaged with a groove (2d) formed in the door (2).
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a pump gate according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a vertical sectional view of a pump gate according to the present embodiment, and FIG. 2 is a view taken along line AA in this vertical sectional view. In these figures, reference numeral 1 denotes a frame, 2 denotes a gate (door), 3 denotes a submersible pump, 4 denotes a rack bar, 5 denotes a lifting device, 6 denotes a movable plate (projection), 7 denotes a hinge, and S1 denotes an upstream water surface. , S2 are downstream water surfaces.
[0012]
The skeleton 1 is provided at a specific location of a river, for example, a place where a tributary flows into a main stream, and forms a water channel by left and right side walls 1A and 1B and a bottom wall 1C. On each of the side walls 1A, 1B, a pair of grooves 1a, 1b having a predetermined depth are formed. The gate 2 is formed in a substantially rectangular shape having a predetermined thickness, and is arranged such that left and right ends thereof are inserted into the grooves 1a and 1b to block a water channel. In such a gate 2, two through-holes 2a communicating the upstream side and the downstream side are formed side by side, and a submersible pump 3 is attached to the downstream side of each through-hole 2a.
[0013]
The submersible pump 3 has a pump casing 3a having one open end fitted into each of the through holes 2a, a pump body 3b fixed at the center of the pump casing 3a, and the other open end of the pump casing 3a which can be opened and closed. And a flapper valve (backflow prevention valve) 3c fixed to the valve.
[0014]
A rack bar 4 is provided upright at the upper end of the gate 2. The upper end of the rack bar 4 is supported as a part of the frame 1 by a lifting platform 1E constructed above the gate 2, and on this lifting platform 1E, a lifting device 5 for moving the rack bar 4 up and down is provided. Is provided. That is, the gate 2 to which the rack bar 4 is fixed moves up and down along the grooves 1a and 1b by the operation of the elevating device 5, and opens / closes the water channel. The solid line in FIG. 1 shows a state in which the gate 2 has cut off the water channel, while the two-dotted line shows a state in which the gate 2 has opened the water channel.
[0015]
Further, a ceiling wall 1D is constructed on the upstream side of the gate 2 as a part of the frame 1. One end of a rectangular movable plate 6 is rotatably fixed to the ceiling wall 1D via a hinge 7. The movable plate 6 has a protrusion 6a (see FIG. 2) formed at the other end thereof, and the protrusion 6a is formed outside the recess 2b formed in the gate 2 on the upstream side of each through hole 2a. The grooves 2d respectively formed in the side portions 2c are fitted to each other. As shown in FIG. 1, each of these grooves 2b is formed on the outer side portion 2c as a long groove inclined at a predetermined angle with respect to the vertical direction.
[0016]
That is, when the gate 2 is completely lowered, the movable plate 6 is inclined from the ceiling wall 1D located above the water surface to the bottom wall 1C located below the water surface, as shown in the figure. The other end reaches the axis L of the submersible pump 3. On the other hand, when the gate 2 is raised, the position of the protruding portion 6a in the groove 2d is displaced. When the gate 2 is raised to the maximum height, the movable plate 6 is in a horizontal state as shown by a two-dot line. Become.
[0017]
Next, the operation of the pump gate configured as described above will be described.
[0018]
When the gate 2 is descending as shown by the solid line in FIG. 1, water flowing from the upstream toward the gate 2 flows from the recess 2b of the gate 2 through each through-hole 2a to each of the submersible pumps 3. Flow into. Here, in such a flow of water, the flow direction in the vicinity of the upstream water surface S1 gradually changes toward the water bottom as shown by an arrow by colliding with the movable plate 6. That is, the water near the upstream water surface S1 flows into each submersible pump 3 without involving air due to the presence of the movable plate 6. Therefore, vibration and noise generated by the submersible pump 3 sucking air can be reduced.
[0019]
Further, since the movable plate 6 reaches the axis L of the submersible pump 3, air is not sucked in even when the upstream water surface S1 reaches a water level of about the axis L, so that the full speed of the submersible pump 3 at the low water level is low. Driving becomes possible. Note that the movable plate 6 may be positioned further below the axis L of the submersible pump 3, but if it is too low, the suction area of the submersible pump 3 will be small, and the operating efficiency will be reduced.
[0020]
In addition, the present pump gate may be modified as shown in FIGS.
3 and 4, the description of the configuration and operation of the through-hole 2a, the submersible pump 3, the rack bar 4, and the elevating unit 5 is omitted because it is the same as that of the pump gate of FIG. The protruding portion 6A as shown in FIG. 3 is installed on the upper part of the wall surface of the gate 2 forming the through hole 2a, and the suction side of the protruding portion 6A has a curved surface in which the direction of water flow gradually changes. It is formed. That is, by installing the protruding portion 6A having a curved surface such that the direction of the water flow gradually changes, it is possible to prevent the air from being sucked into the submersible pump 3 with a simple configuration and to prevent the conventional configuration. Full speed operation at a lower water level is possible.
[0021]
The protruding portion 6B as shown in FIG. 4 is shaped so that the protruding portion 6A shown in FIG. 3 covers from the upper part of the wall surface forming the through hole 2a to the axis L of the submersible pump 3 or less. . That is, by using the protruding portion 6B having a curved surface that gently fluctuates the water flow direction and having a shape set so as to cover up to the axis L, it is possible to prevent air from being sucked into the submersible pump 3 with a simple configuration. In addition to this, full speed operation at a lower water level becomes possible.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a horizontal axis type pump gate provided with a submersible pump for forcibly draining water from one side of the door to the other side, and a water surface on one side A projection is provided that projects from above the water surface toward the bottom of the waterway such that the direction of the water flow in the vicinity gradually changes toward the bottom of the waterway. In other words, since it is difficult for air to be trapped in the water, it is possible to prevent the submersible pump at the pump gate from sucking in air, reduce the vibration and noise of the pump, and operate at a lower water level. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pump gate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the suction side of the gate 2 as viewed from A in FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a modification of the pump gate according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a modification of the pump gate according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Pump gate 2 Gate (door)
3 ... submersible pump 4 ... rack bar 5 ... elevating part 6 ... movable plate (projection part)
6A, 6B: Projecting portion 7: Hinge

Claims

A horizontal axis type pump gate provided with a submersible pump (3) for forcibly draining water from one side of the door (2) to the other side,
A pump gate, comprising: a protruding portion (6) protruding from above the water surface toward the bottom of the water channel such that a water flow direction near the water surface on the one side gradually changes toward the bottom of the water channel.

The pump gate according to claim 1, wherein the projection (6) projects from above the water surface to the axis (L) of the submersible pump (3).

The protruding portion (6) is set so as to open the water channel when the door (2) is raised, and when the door (2) is lowered, the water flow direction near the water surface on one side fluctuates gently. The pump gate according to claim 1, wherein the pump gate is a movable plate whose posture is set so as to cause the movable plate to move.

The movable plate (6) is supported at one end by a hinge (7) on a ceiling wall (1D) constructed above the water surface as a part of the frame (1), and at the other end by a groove formed in the door (2). The pump gate according to claim 3, wherein the pump gate engages with (2d).