JP3088525U - 昇降反転ゲートポンプ設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排水路の流れ方向が変わっても、即座にポンプ
の揚水方向が変えられる。 【解決手段】排水路６の排水樋門２に開閉装置４により
昇降開閉するゲート３を設置する。このゲート３の開口
部１２に水平面に直角な軸１１を中心に反転するフレー
ム体１０を取り付ける。このフレーム体１０に吐出口に
逆止弁１５ａを有する水中ポンプ１５を設け、排水路６
の流れ方向が変わったとき、ゲート３に設けられた反転
装置１６によりフレーム体１０を反転させ、水中ポンプ
１５の向きを変える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、河川、水路等の排水樋門に設置されるゲートポンプ設備に関する。 更に詳しくは、ゲートに設けられた水中ポンプを反転させ向きを変えることを可 能とするゲートポンプ設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】

海と河川の境界部あるいは本川（外水ともいう）と支川（内水側ともいう）と の境界部に設けられる排水樋門のゲートは、通常は水位が高い上流の支川の水を 下流の本川に流すため開放されているが、例えば台風等で下流の本川の水位が高 くなって逆流する場合（支川側水位が規定以上になるとき）は閉じなければなら ない。通常は支川側の水位が本川側の水位より高くなっており、支川側から本川 側に向かって自然排水が行われる。

【０００３】 また、逆に本川側の水位が支川側の水位より高くなり逆流する場合は、排水樋 門のゲートを閉じ逆流を防止している。又、排水樋門等のゲートに水中ポンプを 組み込んだいわゆるゲートポンプの場合には、逆流があった場合排水樋門等のゲ ートを閉じ、ゲートに設けられた水中ポンプで強制的に排水を行っている。従来 から自然排水はゲートを開いて行い、逆流のときはポンプで強制排水を行ってい る。

【０００４】 本川側と支川側との水位差が頻繁に交互に変わるような場合でも、その都度ゲ ートの開閉動作を排水樋門上部と水路底間において繰り返し行っている。通常は 、一方向に流れる排水に対応して設置されているが、双方向の流れに対応する場 合もある。その一例として、特開２０００−１９９９２１８号公報が開示されて いる。この構成は、水路中央部に設置された支軸を中心に水平方向にスウィング する２つのゲートが構成され、１つのゲートに水中ポンプを搭載しているもので ある。２つのゲートが反転して水中ポンプの向きを変え逆方向の流れの排水に対 応するのを可能としている。

【０００５】 又、他の例として、特開平３−１４０５１６号公報が開示されている。この公 報には水中ポンプの搭載された１つのゲートを水路幅中央部を中心に水平方向に 反転させる構成が記載されており、排水の流れが変わる場合に対応するものであ る。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、双方向の流れに対応するものとしての上記従来技術は、種々の問題点 を有している。即ち、前者の構成においては、水路の幅が広い場合にこのゲート の設置は可能であるが、水路が狭い場合の設置は困難である。又、メンテナンス は水路の排水を遮断して行わねばならない。更に水路中央部にゲートを支持する ための支柱が固定的に設けられており、これは、ゲートが開放されたときゲート と支柱が水路中央部にあることで、自然排水の流れを部分的に遮っており流れを 阻害するおそれがある。

【０００７】 又、後者において、水流に対応して向きを変えるものではあるが、自然排水の 場合には、９０度ゲートを反転させる構成になっていて、ゲートの両サイドを排 水が通過することを可能としている。この構成も前述と同様に水路中央部に構成 物があることで、自然排水の流れを遮り阻害するおそれがある。又、メンテナン スも排水を遮断してからでないと行えない構成である。このようにいずれの構成 も自然排水の流れを阻害する等の問題点を有していて、さらなる改善を要望され ている。

【０００８】 本考案は前述のような背景のもとに創案されたものである。降雨時等の場合に は、本川側の水が逆流するおそれがあるときに水中ポンプによる強制排水をおこ なう。又、干ばつ等のときには下流側の水を上流に流したり、遊水池同志の水を 相互に変えて流したりする場合がある。このような水路管理において、本考案は 特に水路の水の流れが変わる場合に対応して開発されたもので、以下の目的を達 する。

【０００９】 本考案の目的は、昇降開閉可能とするゲートに水中ポンプを反転させるように して、狭い水路であっても水の流れに対応して水中ポンプの向きを変えられるよ うにしたゲートポンプ設備の提供にある。本考案の他の目的は、ゲートを開閉装 置により昇降させるようにしてメンテナンスを容易にしたゲートポンプ設備の提 供にある。本発明の更に他の目的は、反転する部分を小規模な構成にし、簡素で コスト低減を実現したゲートポンプ設備の提供にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、次の手段を採る。即ち、 本考案１の昇降反転ゲートポンプ設備は、排水路の排水樋門に設置されるゲー トポンプ設備であって、前記排水樋門に昇降開閉自在に設置されるゲートと、前 記排水樋門に設けられ前記ゲートを昇降開閉させる開閉装置と、前記ゲートに設 けられ上流側と下流側間で排水流れの通過が可能な開口部と、前記開口部に設け られ水平面に直角な軸を中心に上流側と下流側との間で反転するフレーム体と、 前記ゲートに設けられ前記フレーム体を反転させる駆動装置と、前記フレーム体 に設けられ吐出口に逆止弁を有する水中ポンプとからなっている。

【００１１】 自然排水時には、通水の妨げにならないように水路上に引き上げておく。又、 水中ポンプも水路上に引き上げられるので、水中ポンプを水中に浸すことでの損 傷のおそれはない。メンテナンスがし易い構成である。更に、反転部分は、水中 ポンプ部分のみであるので構成がコンパクトである。 本考案２の昇降反転ゲートポンプ設備は、前記考案１において、前記水中ポン プが横軸水中ポンプであってもよい。水路の流れに合わせた設置となり、水中ポ ンプの吐出口への逆止弁の取り付けが容易である。 本考案３の昇降反転ゲートポンプ設備は、前記考案１において、前記フレーム 体は、前記ゲートに回転自在に支持され前記駆動装置により駆動される支持体に 結合していてもよい。フレーム体を安定して回転させることができる。

【００１２】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を図面に従って説明する。 図１は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備１の全体構成を示した側断面図で 、反転可能な水中ポンプを搭載したゲートが降下して逆流を防止する状態を示し た構成図である。この構成であっても水流が少ない場合は、排水を水中ポンプ内 に通過させることで、上流側水路Ｘから下流側水路Ｙ方向への自然排水は可能で ある。

【００１３】 図２は、図１の平面図で、反転のための駆動装置部分を示す。図３は図１の正 面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面である。図５は水中ポンプ部分の平面断面 図である。図６は、ゲートを引き上げて自然排水を可能とする状態を示す側面図 である。図７は図５と同様の平面断面図であるが、水中ポンプを反転させ向きを 変えた状態を示している。この図７の状態は、下流側水路Ｙより上流側水路Ｘへ 揚水を行っている場合である。又、遊水池間の水の相互管理を行う場合などに利 用する。

【００１４】 以下、この昇降反転ゲートポンプ設備の詳細について説明する。通常、水路の 排水は上流側水路Ｘから下流側水路Ｙへ自然排水の形で流れている。ゲートポン プ設備１の基体である排水樋門２はコンクリートで構成され、この排水樋門２の 上部には、ゲート３を開閉するための開閉装置４が取り付けられている。ゲート ３は排水樋門２の側壁に直接案内され上下方向に昇降する。ゲート３は、外板３ ａ、上部横桁３ｂ、端縦桁３ｃより構成されている。

【００１５】 このゲート３の開閉は、排水樋門２の上部に設置された開閉装置４によって行 われ、このゲート３はラック棒５を介して開閉される。通常ゲート３は、支川側 の河川等の水路である上流側水路Ｘと、本川側である下流側水路Ｙとの境界に設 置されている。排水樋門２は略四角形状の門体を構成し、下部中央部が排水路６ になっている。ゲート３が下降すると、ゲート３は矩形状の排水路６を遮断し、 ゲート３が上昇すると、排水路６は開かれる。

【００１６】 この排水樋門２には、ゲート３のガイド及び水密のための戸当金具７がコンク リートに埋設されて取り付けられている。開閉装置４は、モーター、減速機構等 を有していて、自動的に駆動できる装置であるが、ハンドルによって手動操作に より開閉させることができる装置でもある。

【００１７】 一方、ゲート３の外板３ａ及び端縦桁３ｃには、水密装置８が取り付けられて いて、排水樋門２の側壁の戸当金具７に接してゲート３が降下し排水路６を遮断 したとき、排水路６周囲に下流側から上流側に跨って水が浸入するのを防止して いる。この水密装置８は、ゲート３の外板３ａ及び端縦桁３ｃに平ゴム又はＬ型 ゴム等のゴム８ａを押さえ金具８ｂを介してボルト８ｃで取り付けた構成である 。

【００１８】 ゲート３上部には、吊り金具９を介してラック棒５が取り付けられている。こ のラック棒５は水路幅方向に沿って２個取り付けられ、排水樋門２上部に設けら れた開閉装置４に連結している。ゲート３中央部には、反転可能なフレーム体１ ０が設けられていて、ゲート３に取り付けられている反転軸１１に支持されてい る。

【００１９】 フレーム体１０は、ポンプ取り付け横枠１０ａ、ポンプ取り付け縦枠１０ｂ、 により枠を構成し内部にポンプ取り付け板１０ｃを設けている。このポンプ取り 付け板１０ｃに水中ポンプ１５をボルトにより取り付けている。反転軸１１は２ つの軸受け１１ａ，１１ｂによって上下方向に支持され、ゲート３に対しては取 り外し可能な構成となっている。上部の軸受け１１ａは、反転軸１１のラジアル 方向の荷重に加えスラスト方向の荷重も受けている。この反転軸１１は水路の流 れ面に平行に水平回転が可能である。

【００２０】 ゲート３中央部は、フレーム体１０がはまり込むための開口部１２を構成して いる。この開口部１２は、略四角形で、上下方向の中央部にフレーム体１０を回 転可能にするための反転軸１１が支持されている。このフレーム体１０は、開口 部１２下部に設けられた下部軸１３にも下部軸受１４を介して回転可能に支持さ れている。下部軸１３も反転軸１１同様にゲート３に対して取り外しが可能であ る。

【００２１】 開口部１２は、上部に上部桁１２ａ、下部に下部桁１２ｂ、側部に縦桁１２ｃ を設けた構成である。ゲートと接する他のフレーム体１０部分、即ち両側面と上 下面の４つの面は水密状態を構成している。この開口部は円形を構成してもよい 。開口部が円形であれば、フレーム体も円形状のものとなる。前述のとおり、こ のフレーム体１０の中央部には横軸の水中ポンプ１５が内蔵されていて、フレー ム体１０は、ゲート３に設けられた反転軸１１と下部軸１３に支持され、フレー ム体１０は回動可能である。

【００２２】 この水中ポンプ１５はゲート３に回動自在に設けられたフレーム体１０に取り 付けられていることで、この設備はゲートポンプ構成をなしている。この水中ポ ンプ１５の吐出口側にはフラップ弁１５ａ（逆止弁）が取り付けられていて、こ のフラップ弁１５ａは上下方向に揺動する。このフラップ弁１５ａは、揺動動作 が横方向に揺動して開閉する観音開きのようなタイプであってもよい。

【００２３】 フラップ弁１５ａは、流れが自然排水あるいは強制排水の場合には開放し、流 れが下流から上流に逆流する場合には閉じて排水の逆流を防止する。即ち、この フラップ弁１５ａは一種の蓋を構成し、水中ポンプ１５が運転され前述の方向に 水が水中ポンプ１５内を流れる場合は、フラップ弁１５ａは水流の勢いで上方に 持ち上げられる。下流側Ｂの水位が上流側Ａの水位より高くなり、水中ポンプ１ ５の運転を停止したときは、フラップ弁１５ａは下がり水中ポンプ１５の吐出口 を塞ぎ、逆流を防止する。

【００２４】 ゲート３上部には、フレーム体１０を回転させるための反転装置１６が設けら れている。この反転装置１６は、図２に示すように、ゲート３上に水路面と平行 に取り付けられた液圧シリンダー１７によって駆動されるものである。この液圧 シリンダー１７はゲート３上に架台１８を介して固定されている。この液圧シリ ンダー１７には両端にシリンダーロッド１７ａ，１７ｂが張り出して設けられ、 往復移動可能である。

【００２５】 一方のシリンダーロッド１７ａの先端部にはチェンホイル１９ａが設けられ、 他方のシリンダーロッド１７ｂの先端部にはチェンホイル１９ｂが設けられてい る。一方、反転軸１１の上部には、２段重ねで２つのチェンホイル２０ａ，２０ ｂが設けられている。これらチェンホイル２０ａ，２０ｂの各々には、チェン２ １ａ，２１ｂが巻かれ、その一端がチェンホイル２０ａ，２０ｂに固定されてい る。

【００２６】 一方のチェン２１ａはチェンホイル２１ａとチェンホイル１９ａに巻かれその 端部は支持金具２２に取り付けられている。同様に他方のチェン２１ｂはチェン ホイル１９ｂとチェンホイル１９ｂに巻かれその端部は支持金具２２に取り付け られている。支持金具２２は、架台１８に設けられ、チェンを固定支持するため に設けられたものである。

【００２７】 反転装置１６はこのような構成になっていて、シリンダーロッド１７ａが外方 へ押し出されると、チェンホイル１９ａが張り出しそれに伴ってチェン２１ａは 外方に繰り出され、チェンホイル２０ａが回転する。逆に、シリンダーロッド１ ７ｂが外方へ押し出されると、チェンホイル１９ｂが張り出しそれに伴ってチェ ン２１ｂは外方に繰り出され、チェンホイル２０ｂはチェンホイル２０ａの場合 とは逆の方向に回転する。

【００２８】 このように液圧シリンダー１７に液圧動作で圧力が加えられると、どちらかの シリンダーロッドが押し出され、チェンホイル２０ａ又はチェンホイル２０ｂを 回転させる。チェンホイル２０ａ，２０ｂは反転軸１１に直結しているので、フ レーム体１０が回転することになる。フレーム体１０の位置決めは、ゲート３内 壁に設けられた反転ストッパー装置２３によって行う。

【００２９】 フレーム体１０の位置が定まったとき、ストッパー動作シリンダー２３ａの動 作で反転ストッパー２３ｂがフレーム体１０側の位置決め穴体２３ｃに挿入する 。反転ストッパー２３ｂはゲート３に設けられた案内部２３ｅで案内され、位置 決め穴体２３ｃに進退移動する。位置決め穴体２３ｃの穴は反転ストッパー２３ ｂの形状に合わせているので、この挿入によりフレーム体１０はゲート３に位置 決め固定された状態となる。フレーム体１０が反転するときは、反転ストッパー ２３ｂが位置決め穴体２３ｃから抜かれた後反転し、再度位置決めされると、再 び反転ストッパー２３ｂが動作しフレーム体の反対側に設けられている位置決め 穴体２３ｄに挿入する。

【００３０】 反転装置については、チェンを液圧シリンダー１７によって駆動する装置とし て説明したが、ラックピニオン方式であってもよく、液圧シリンダー１７に代え て油圧モータによる駆動方式であってもよい。又、反転軸１１上に減速装置付き のもモーターを直結した構成であってもよい。その構成に限定されることはない 。

【００３１】 図５は、水密構成を示している。水中ポンプが向きを変え所定位置に設置され たときフレーム体１０に取り付けられた水密装置２４がゲート３の内壁に接して 水密状態を構成する。この水密構成は、ゴム２４ａを押さえ金具２４ｂを介して フレーム体１０にボルト２４ｃ止めされた構成のもので、フレーム体１０が反転 して位置決めされると、相手ゲート３面に接して水密状態を構成する。従って、 反転軸１１の回転でフレーム体１０が反転し水中ポンプ１５の向きを変えても、 水密状態は維持される。

【００３２】 図６は、このように構成されたゲート３を水面上に引き上げた状態を示してい る。図に示すように水面上から完全に引き上げた状態であるから、水中ポンプ１ ５等のメンテナンスが地上から極めて容易に行うことができる。図１の水中ポン プ１５の構成は、上流側を吸い込み口とし、下流側を吐出口とした状態であるが 、上流側と下流側の流れが逆転した場合には、フレーム体１０を反転し水中ポン プ１５をその流れに対応させることができる。

【００３３】 この水中ポンプ１５を反転し向きを変えた状態が図７である。反転ストッパー ２３ａを引き抜き、水中ポンプ１５を１８０度反転し上流側に向けられていた吸 い込み口側を下流側に向きを変える。位置が定まったら前述同様に反転ストッパ ー２３ａがフレーム体１０側の位置決め穴体に挿入し、フレーム体１０をゲート ３に位置決め固定する。このように、反転させる部分は、フレーム体１０ではあ るが、反転領域は全て水中ポンプ１５で占めているので、最小限の反転領域を設 定することができる。

【００３４】 本実施の形態においては、水中ポンプ１５を横軸タイプとしているが、横軸に 限定されるものではない。立軸水中ポンプであってもよい。但し逆止弁を取り付 ける場合は、余裕をもった取り付けが必要である。サンドポンプ等のものであっ てもよく、この場合は河床の清掃もできる。水中ポンプ１５が駆動し内蔵する羽 根が回転すると、水は水中ポンプ内を吸い込み口から吐出口に流れる。以上の構 成により、干ばつ等において、外水側の水を内水側に取り入れる場合や、遊水池 と遊水池間の水を入れ替える等の場合に、ポンプを容易に反転させることができ るのである。

【００３５】 以上、本考案の実施の形態を液圧シリンダーによって水中ポンプを反転させ、 向きを変えて排水の流れに対応する構成について説明したが、本考案の対象はこ れに限定されないことはいうまでもない。更に、第１ゲート、第２ゲートともゲ ート形式は、スライドゲートで説明したが、ゲート形式はローラゲートであって もよい。又、スライドゲートとローラゲートの組み合わせであってもよい。

【００３６】

【考案の効果】 以上説明したように、昇降開閉可能とするゲートに水中ポンプを反転させる構 成体を搭載したので、排水路中央部に装置を設けることがなく、狭い水路であっ ても水の流れに対応して水中ポンプの向きを即座に変えられるようになった。又 、ゲートを開閉装置により昇降させるようにしたので、自然排水のときは、水路 に流れを阻害するものはなくスムースな排水ができ、ゲートを上方に引き上げる ことでメンテナンスも容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備の
側面断面図で、ゲートが降下した状態を示す。

【図２】図２は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備の
平面図で、反転装置部分を示す。

【図３】図３は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備の
正面図である。

【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】図５は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備の
平面断面図で、水密部分を示す。

【図６】図６は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備の
側面断面図で、ゲートを引き上げた状態を示す。

【図７】図７は、本考案の昇降反転ゲートポンプ設備の
平面断面図で、図５の状態を反転させた構成を示す。

【符号の説明】

１…昇降反転ゲートポンプ設備 ２…排水樋門 ３…ゲート ４…開閉装置 ５…ラック棒 ６…排水路 ７…戸当金具 ８…水密装置 ９…吊り金具 １０…フレーム体 １１…反転軸 １２…開口部 １５…水中ポンプ １５ａ…フラップ弁 １６…反転装置 １７…液圧シリンダー １９、２０…チェンホイル ２１…チェン ２４…水密装置

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排水路の排水樋門に設置されるゲートポン
   プ設備であって、 前記排水樋門に昇降開閉自在に設置されるゲートと、 前記排水樋門に設けられ前記ゲートを昇降開閉させる開
   閉装置と、 前記ゲートに設けられ上流側と下流側間で排水流れの通
   過が可能な開口部と、 前記開口部に設けられ水平面に直角な軸を中心に上流側
   と下流側との間で反転するフレーム体と、 前記ゲートに設けられ前記フレーム体を反転させる駆動
   装置と、 前記フレーム体に設けられ吐出口に逆止弁を有する水中
   ポンプと からなることを特徴とする昇降反転ゲートポンプ設備。
2. 【請求項２】請求項１に記載の昇降反転ゲートポンプ設
   備において、 前記水中ポンプは、横軸水中ポンプであることを特徴と
   する昇降反転ゲートポンプ設備。
3. 【請求項３】請求項１に記載の昇降反転ゲートポンプ設
   備において、 前記フレーム体は、前記ゲートに回転自在に支持され前
   記駆動装置により駆動される支持体に結合していること
   を特徴とする昇降反転ゲートポンプ設備。