JP3726025B2

JP3726025B2 - 暗渠用ゲートポンプシステム

Info

Publication number: JP3726025B2
Application number: JP2001073052A
Authority: JP
Inventors: 道明前山; 国久千綿
Original assignee: Mizota Co Ltd
Current assignee: Mizota Co Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP2002276020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水等の排水用暗渠に設置されるゲートポンプシステムに関する。更に詳しくは、ゲートポンプ（登録商標）により強制的に排水が可能で、メンテナンスのし易い構成の暗渠用ゲートポンプシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水路上で、内水排除施設を構築するものとしてゲートポンプがあるが、これらは、オープン水路に設置する場合や水路上面を開放するものを対象にしており、ゲートを昇降させ開閉を行うため門柱や開閉装置を排水路の上方部に設けられている。または、上下方向へゲートを開閉する方式でなく回転式としたものもあるが、水中ポンプの取り付け位置が限定されたものであったり、ポンプの最大揚程に応じた吐出水槽を設け、更に、ゲートポンプの工事やメンテナンスのためにポンプ設置位置の樋管上部を開口させているなど、ゲートポンプを暗渠型排水路に設置するには問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ゲートポンプにおいて、特に水中ポンプの点検は欠かせないので、安全でメンテナンスのし易い構成が望まれている。本発明は前述のような背景のもとに創案されたもので、以下の目的を達する。
本発明の目的は、強制排水可能なゲートポンプを暗渠に設置し、排水の確実性を図った暗渠用ゲートポンプシステムの提供にある。
本発明の他の目的は、止水性を向上させ、設備コストを低減させた暗渠用ゲートポンプシステムの提供にある。
本発明の更に他の目的は、ゲートポンプのメンテナンスのし易い暗渠用ゲートポンプシステムの提供にある。
本発明の更に他の目的は、地表面に設備が張り出すことのない都市環境に適合した暗渠用ゲートポンプシステムの提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記のような解決手段により前記課題を解決する。即ち、本発明１の暗渠用ゲートポンプシステムは、内水側から外水側へ排水するための暗渠型水路において、暗渠を構成する樋管体と、この樋管体の水路内に設けられ、垂直軸を支点に水平方向に回転し水路を遮断または開放させるゲートと、前記樋管体に設けられ前記ゲートを開閉させる開閉装置と、前記ゲートに一体的に搭載され排水機能を有する水中ポンプと、前記樋管体のゲート近傍上部に空間部を構成して設けられた開口部と、前記ゲート及び前記水中ポンプの上部に配置された、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第１保守・点検蓋と、前記樋管体の内水側に設けられた塵芥処理装置と、前記塵芥処理装置の上部に配置され、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第２保守・点検蓋とからなることを特徴とする。
【０００５】
本発明２の暗渠用ゲートポンプシステムは、内水側から外水側へ排水するための暗渠型水路において、暗渠を構成する樋管体と、この樋管体の水路内に設けられ、水平軸を支点に上下方向に回転し水路を遮断または開放させるゲートと、前記樋管体に設けられ前記ゲートを開閉させる開閉装置と、前記ゲートに一体的に搭載され排水機能を有する水中ポンプと、前記樋管体のゲート近傍上部に空間部を構成して設けられた開口部と、前記ゲート及び前記水中ポンプの上部に配置された、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第１保守・点検蓋と、前記樋管体の内水側に設けられた塵芥処理装置と、前記塵芥処理装置の上部に配置され、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第２保守・点検蓋とからなることを特徴とする。
【０００６】
また、前記水中ポンプの吐出側に逆止弁を設けたものであっても良い。更に、前記樋管体の外水側の排水口に排水ゲートを設けたものであっても良い。更に、前記樋管体内にあって前記ゲートと前記排水ゲートとの間に、前記排水ゲートにトラブルが発生したときに作動させる第２の排水ゲートを設けたものでも良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の暗渠用ゲートポンプシステムの全体構成を示した断面図で、図２はその平面図である。水は図の左の内水側イから右の外水側ロに向かって矢印のように樋管内を流れる。このゲートポンプシステムは、下水道事業や都市部における排水のための暗渠用設備であって、内水側の地表面に建物等の施設が構築されていて、そこから生活排水や雨水等が吐き出され、地下に埋設されている暗渠に導かれてくるのを受けて、排水処理を行う設備である。
【０００８】
暗渠の本体を示す樋管１はコンクリートで構成されており、その水路断面は略四角形をなしている。本実施の形態においては、略四角形としているが円管状のものであってもよく、その形状に限定されることはない。この樋管１の排水口近傍に強制排水を行う排水設備として暗渠用のゲートポンプ２が設けられている。樋管１内の中央部（図において）にゲートポンプ２が設けられ、本実施の形態でいうゲートポンプ２はゲート３に横軸水中ポンプ４が取り付けられた構成のものである。ゲート３、又は横軸水中ポンプ４の逆止弁５が開閉するようになっている。
【０００９】
図に示すゲートポンプ２は、樋管１のサイドに垂直方向に樋管１に支持された軸体６が設けられ、この軸体６にゲート３が設けられて軸体６とともに水平方向にスイングしてゲート３を開閉させるようになっている。またゲートポンプ２の横軸水中ポンプ４は吸い込み口側がゲート３に取り付けられており、吐出口側が外水側に相対し逆止弁５が取り付けられている。この逆止弁５は内水側から外水側への自然流の場合には開放され、外水側からの逆流があったとき水圧で閉じる構成になっている。
【００１０】
従って、この横軸水中ポンプ４を設置していることで、自然排水とともに強制排水が可能な構成になっている。横軸水中ポンプ４の詳細な構造については公知であるので、ここでは詳細説明は省略する。ゲート３の開閉装置７は樋管１の一部の凹み部８に設けられている。ゲート３の取り付けられている樋管１の部分は開閉装置７設置のための凹み部８を含め地表面９にまで延長して構築されており、ゲート部分は据え付け、及び点検用の開口部１０として空間室を構成している。ゲートポンプ２は常時水中に没していることが多いので、腐食等のおそれがあり、ときどき点検する必要がある。この開口部１０はそのために点検のし易い空間として設けたものである。
【００１１】
この開口部１０の地表面９に保守・点検蓋１１、即ち、開閉扉または取り外し可能の蓋が設けられており、点検等の必要が生じたときこの保守・点検蓋１１を開け、開口部１０に人が入って作業を行う。この開閉扉は、前述のようにヒンジを有する開閉扉の形態をとってもよく、取り外しが可能な蓋形状にしてもよい。どちらの形状においても水密構造を有しており、閉じた状態のときは、たとえ樋管１内の水路の水があふれる状態になっても地表面９に水がしみ出ることがないようになっている。また、開口部１０の上部には、水位が上昇したときの空気を逃がすための空気抜き弁１０ａが設けられている。
【００１２】
一般的には、この開口部は、外水の計画水位以上の高さを有する必要があり、ポンプの吐出圧の脈動を樋管１に直接作用させず緩衝させる目的で、吐出水槽と称するピットを形成している。従って、計画水位によっては、ピットを高くし地上部に張り出さざるをえない場合が生じ、障害となり問題を残すことになる。
【００１３】
本発明の構成は、ゲートポンプ２設備を暗渠内に収め地表面９に張り出さない状態にして、前述の問題点を解消している。ゲートポンプ２は水中に没しているが、ゲート３を開閉させるための開閉装置７は凹み部８に設けられ、水面から離れた樋管１の上部位置に取り付けられている。
【００１４】
図１のＡ−Ａ断面である図３に基づきこの開閉装置７を詳述すると、樋管１の上下の壁１２で支持された軸体６にゲート３が上下の壁１２に挟まれて固定され、ゲート３は軸体６とともに回動するようになっている。一方軸体６の上部には、アーム１３が固定されていて、このアーム１３先端にピン部材１４を介して軸体６に直角方向に油圧シリンダー１５が設けられている。
【００１５】
油圧シリンダー１５のボデイは樋管１の凹み部８の壁面に固定されており、油圧シリンダー１５のロッド１６がアーム１３にピン部材１４を介して相対的に回動自在に連結されている。図示していないが、この油圧シリンダー１５の端部には支点となる支持体が設けられ、この支持体が凹み部８の壁面に固定されている。従って、この油圧シリンダー１５は、ロッド１６の進退に伴って油圧シリンダー１５のボデイが支持体を支点にして若干揺動する。
【００１６】
油圧シリンダー１５のロッド１６が油圧駆動により進退すると、アーム１３が回動しそれに伴って軸体６が回動する。軸体６が回動すると、ゲート３は水平方向に９０度開閉する。図の状態はゲート３が閉じた状態を示しているが、ゲート３が開放されると図２に示す鎖線位置となる。本実施の形態においては、駆動源として油圧シリンダー１５を使用したが、このゲート３の開閉方法はこれに限定されるものではない。
【００１７】
例えば、ゲート支持軸に直接油圧モータを取り付けて行う方法、ラックとピニオンによる駆動方法、チェーン等を使用する方法等種々の方法がある。設置条件などを考慮して選定すればよい。また、図示していないが、ゲートの形態として、水路の両サイドに上下方向に２つの回転軸を設け、２つの扉が観音開きになるようないわゆるマイタ型のゲートであってもよい。
【００１８】
ゲート３は桁と板の組み合わせた構成の四角の板状の形状をなし、閉じるときゲート３面が、樋管１を横切る平面で外水側に向いている樋管壁面に、油圧シリンダー１５の押し付け力により押圧される。また、このゲート３面と樋管１壁面との間には、図示していないが水密装置が設けられていて止水されるようになっている。
【００１９】
一方、この樋管１の内水側にはスクリーン１７が設置され塵芥類を捕捉するようになっている。このスクリーン１７には樋管１上部壁面に支持体１８が設けられ、スクリーン１７がこの支持体１８を支点に上下方向に揺動自在となっている。また、下部のスクリーン１７一端に固定具１９が設けられワイヤ２０が取り付けられている。このワイヤ２０は樋管１上部に設けられた滑車部材２１に巻き掛けられていて、ワイヤ２０の先端部は樋管１上部に設けられたスクリーン引き上げ装置２２に連結されている。使用されている索道体はワイヤ２０以外にチェーンであってもよい。
【００２０】
スクリーン引き上げ装置２２は手動または電動機等の駆動体でワイヤ２０を巻き上げる装置である。スクリーン引き上げ装置２２の上方は、点検及び塵芥類を取り出すための扉体１１ａが配置されている。保守・点検蓋１１は、蝶番、又はマンホールの蓋のように引き上げ式に構成されている。
【００２１】
塵芥類がこのスクリーン１７に絡みついた場合に、このスクリーン引き上げ装置２２を駆動させると、ワイヤ２０が巻き取られスクリーン１７は支持体１８を支点にして上方に揺動しスクリーン１７が引き上げられ塵芥類を回収すると同時にメンテナンスで点検することができる。上方に持ち上げられた塵芥類は図示していないが、回収箱あるいは網部材にかき集められ処置される。また、他の形態として、スクリーン１７が水中に没している状態で、レーキがスクリーン１７の上下に亘って回動し、水中の塵芥類をスクリーン１７上方に回収し除塵するようにしてもよい。
【００２２】
一方、樋管１の外水側の排水口には排水ゲートが設けられている。この排水ゲートは外水側からの逆流を防止するためのゲートで、自然流により開閉できる構成のフラップゲート２３となっている。このフラップゲート２３は樋管１上部壁面に設けられたゲート支持体２４により揺動自在に支持されている。フラップゲート２３の構造は公知のものである。フラップゲートは、桁と板により構成し、水圧差により開閉させるタイプのものである。
【００２３】
自然流で水が内水側から外水側へ流れる場合は、フラップゲート２３は内水側の水圧によりゲート支持体２４を支点に上方へ揺動し開く。また、逆流の場合は外水側からの水圧を受けてフラップゲート２３は排水口側に押圧され排水口を閉じる。この水圧でフラップゲート２３は排水口に押圧され水密状態を維持し止水する。この水密状態はフラップゲート２３と排水口の周囲に設けられたゴム等の水密装置による。
【００２４】
このように、外水側に逆流遮断のためのフラップゲート２３を設けることにより、横軸水中ポンプ４等に異常が発生したとき、水の流れを止めることになるので、凹み部８または開口部１０の保守・点検蓋１１を開けて点検することが可能である。図示はしていないが、ゲートポンプ２のゲート３内水側に制水扉を設け、ゲート３が閉じたときこの制水扉を閉じるようにすれば、横軸水中ポンプ４への水流を防止することができる。
【００２５】
従って、ゲートポンプ２とフラップゲート２３との間の水を可搬式ポンプなどで汲み上げた後、ゲートポンプ２を点検することも可能である。また、点検に際し、どうしても排水を継続しなければならないときは、迂回のための排水路（ホース等でも可能）を設けておき、点検のとき等のみ一時的にこの排水路へ流し外水側に導けばよい。排水ゲートはフラップゲート２３として説明したが、上下方向にスライドして開閉する制水扉として構成してもよい。
【００２６】
この場合、制水扉の開閉は強制的に行われるので、コストは高くなるが開閉の確実性は保証される。また、ゲートポンプ２の設置位置から外水側までの距離が長い場合、必要に応じ、保守用の第２のフラップゲート２３を適宜設けてもよい。この場合のフラップゲート２３の構造は、樋管１横の側壁および底部との間を水密構成にしてもよい。
【００２７】
また、前述の排水ゲートは、フラップゲート２３に代えて、前述のスイング型あるいはマイタ型のゲートであってもよい。ゲートポンプ２の構成は、本実施の形態においては、水平に開閉するスイング型のゲートとして説明しているが、図４は、同スイング型ゲートの他の形態を示したもので、樋管１の側壁および底板との間で水密状態を維持する内接型の水密方式のものである。
【００２８】
樋管１の側壁には、ゲートの水密を保ちながらスムースに摺動できるように押し当て金具２５が埋設されていて、ゲート３が閉じるとき、水流方向の樋管壁面に沿ってゲート３は摺動して水路に直角方向にこのゲート３が位置したとき、止水するようになっている。ゲートは外水圧により水密を高める方向に移動し、樋管底部に段差がないため、流水中の土砂堆積など不都合な点が少ない構造となっている。
【００２９】
［実施の形態２］
次に、ゲートポンプをフラップ型にした場合の形態について説明する。図５に全体構成の断面図を、図６に図５のＢ−Ｂ断面図を示している。ゲート２６を支持する軸体２７が樋管１の側壁に対し、水路を横切る水平位置に設けられ、ゲート２６はこの軸体２７を支点に上下方向に揺動自在である。ゲート２６は水流方向に対しやや傾斜させて設置されているが、横軸水中ポンプ４はゲート２６が閉じたとき、流れ方向に略水平状態になるように設置されている。また、この横軸水中ポンプ４の吐出側には逆止弁が設けられている。
【００３０】
このゲート２６上部の樋管１部分は、前述と同様に開口部２８として空間部が設けられていて、この開口部２８の地表面９上部には、扉体２９が取り付けられている。この開口部２８の機能は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。この開口部２８に隣接している樋管１の凹み部には、前述同様ゲート２６を開閉させるための開閉装置３０が設けられていて、油圧シリンダー３１が樋管１の側壁に固定されている。
【００３１】
ゲート２６を支持し回動する軸体２７にはアーム３２が固定されていて、このアーム３２にピンを介して油圧シリンダー３１のロッドが連結している。この駆動形態については、軸体２７の向きが異なるだけで他は実施の形態１と同様である。油圧シリンダー３１の駆動により、ゲート２６は上下方向に揺動し、開放されたゲート２６は樋管１の上方に持ち上げられ収納される状態となる。樋管１上部にはそのための空間３３が確保されている。
【００３２】
フラップ型のこのゲートポンプは、閉じるとき樋管１の水路に沿った壁面に押圧して水密状態を維持する。樋管１壁面には、前述同様に戸当たり金具が埋設されている。その他の構成、即ち、スクリーン、排水ゲート等については、前述の実施の形態１の場合と全く同様であるので説明は省略する。
【００３３】
このフラップ型のゲートポンプの特徴は、横軸水中ポンプ４を水面上に露出させることができるので、水流があってもメンテナンスができることである。また、この形態の場合は、通常の排水時にゲートを水没させることなく水面上に露出させ収納することになるので、ゲートポンプを保護するのに効果がある。
【００３４】
［実施の形態３］
図７は、ゲートポンプの設置位置から外水側の排水口までの距離が長い場合に、第２のフラップゲートをその間に設けた形態の例である。樋管１の一部を堰３４の構成にし、強制的に開閉動作の行えるフラップゲート３５を設けている。堰３４の上部に固定されているフラップゲート開閉装置３６により、ワイヤまたはチェーンを介してフラップゲート３５を揺動させ開閉する。このフラップゲート開閉装置３６は、モータ等の駆動手段を有するものである。
【００３５】
フラップゲート３５を開くときにフラップゲート開閉装置３６を駆動させ、フラップゲート３５を閉じるときはフラップゲート３５の自重による。詳細は図示していないが、このフラップゲート３５が閉じるときは、水密装置により止水される。この水密装置は前述同様の構成で、ゴム等の水密装置で排水口周囲を水密するものである。
【００３６】
この第２のフラップゲート３５を設けたことにより、外水側のフラップゲート２３にトラブルが発生し逆流を防止出来ないときには、この第２のフラップゲート３５が逆流を防止し安全弁の働きをする。通常の場合には、このフラップゲート３５は開放状態となっている。また、堰３４の上部地表面９には、前述同様の密封式の扉体３７が設けられている。また、図の鎖線のピット３８位置は、本発明との構成比較のために従来の場合の高さ位置を示したもので、本発明の構成とは関係ない。
【００３７】
以上の実施の形態において、水中ポンプは横軸水中ポンプとして説明したが、立軸の水中ポンプであってもよい。この場合は水流を横切る方向、例えば水路底部から水を汲み上げるような形態になる。この第２のゲートをフラップゲートとすることは、ゲート設置のため樋管１の一部を拡幅する等の必要がないので、樋管１の構造はシンプルなものとなる。以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の対象はこれに限定されないことはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の暗渠用ゲートポンプシステムは、設備が地表にはみ出ることなくシンプルになり、設備が簡素化された。水密装置により止水性が向上し、排水が確実な構成のものとなった。更に、メンテナンスのし易い構成となって、能率の良い作業が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ゲートを水平回転させるスイング型ゲートポンプを基にした本発明のシステム全体を示す正面図である。
【図２】図２は、図１の平面図である。
【図３】図３は、ゲートポンプの開閉装置を示す部分断面図である。
【図４】図４は、ゲートを水平回転させるスイング型ゲートポンプの他の例を基にした部分図である。
【図５】図５は、水平軸を中心にゲートを回転させるスイング型ゲートポンプを基にした本発明のシステム全体を示す正面図である。
【図６】図６は、図５の平面図である。
【図７】図７は、第２の排水ゲートを設けたことを示すスイング型ゲートポンプを基にした本発明のシステム全体正面図である。
【符号の説明】
１…樋管
２…ゲートポンプ
３、２６…ゲート
４…横軸水中ポンプ
７…開閉装置
９…地表面
１０…開口部
１１…保守・点検蓋
１５、３１…シリンダー
１７…スクリーン
２３、３５…フラップゲート

Claims

内水側から外水側へ排水するための暗渠型水路において、
暗渠を構成する樋管体と、
この樋管体の水路内に設けられ、垂直軸を支点に水平方向に回転し水路を遮断または開放させるゲートと、
前記樋管体に設けられ前記ゲートを開閉させる開閉装置と、
前記ゲートに一体的に搭載され排水機能を有する水中ポンプと、
前記樋管体のゲート近傍上部に空間部を構成して設けられた開口部と、
前記ゲート及び前記水中ポンプの上部に配置された、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第１保守・点検蓋と、
前記樋管体の内水側に設けられた塵芥処理装置と、
前記塵芥処理装置の上部に配置され、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第２保守・点検蓋と
からなることを特徴とする暗渠用ゲートポンプシステム。
内水側から外水側へ排水するための暗渠型水路において、
暗渠を構成する樋管体と、
この樋管体の水路内に設けられ、水平軸を支点に上下方向に回転し水路を遮断または開放させるゲートと、
前記樋管体に設けられ前記ゲートを開閉させる開閉装置と、
前記ゲートに一体的に搭載され排水機能を有する水中ポンプと、
前記樋管体のゲート近傍上部に空間部を構成して設けられた開口部と、
前記ゲート及び前記水中ポンプの上部に配置された、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第１保守・点検蓋と、
前記樋管体の内水側に設けられた塵芥処理装置と、
前記塵芥処理装置の上部に配置され、地表面から人間が保守、点検のために前記樋管体に出入りするための第２保守・点検蓋と
からなることを特徴とする暗渠用ゲートポンプシステム。
請求項１又は２の暗渠用ゲートポンプシステムにおいて、
前記水中ポンプの吐出側に逆止弁を設けたことを特徴とする暗渠用ゲートポンプシステム。
請求項１から３のいずれか１項に記載の暗渠用ゲートポンプシステムにおいて、
前記樋管体の外水側の排水口に排水ゲートを設けたことを特徴とする暗渠用ゲートポンプシステム。
請求項４に記載の暗渠用ゲートポンプシステムにおいて、
前記樋管体内にあって前記ゲートと前記排水ゲートとの間に、前記排水ゲートにトラブルが発生したときに作動させる第２の排水ゲートを設けたことを特徴とする暗渠用ゲートポンプシステム。