JP4046517B2 - 段階的開閉式ゲートポンプ設備 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、2つのゲート構成で段階的に開閉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。通常はこのように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、例えば、降雨の場合は本川側の水位と支川側の水位との差が不安定になり、どちらの水位が高いか判断がつきにくい場合がある。さらに、短時間で本川側と支川側の水位の変動が繰り返し行われることがある。その場合でも、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。
【0005】
このように本川側と支川側の水位の差が微妙で交互に高低を繰り返し、高低差の一定しない不安定な状態においても、通常は支川側の水位が高くなればゲートを排水樋門上部の高所まで持ち上げゲートを開いて自然排水を行っている。本川側の水位が高くなればゲートを水路底まで下降させゲートを閉じて水中ポンプにより強制排水を行っている。しかしこのような不安定の状態の場合においても、開閉動作を頻繁に行わねばならないので、管理、操作上問題である。本来ゲートは頻繁に開閉操作を行うものでないのに、頻繁に操作を繰り返すことで、結果的に運転回数が多くなりメンテナンス等運転管理上の負担が増大する。
【0006】
さらに、水位差のない場合においても運転と停止を繰り返すことになるので、水中ポンプへの負担が大きく、水中ポンプを機械的に損傷してしまうおそれも生じていた。このようなトラブルの際、水中ポンプを水路から上方へ引き上げ、高所でメンテナンスを行うことになり困難な作業が伴う。又、修復作業も頻繁に行わねばならず、危険で困難な作業となる。更に、このようなゲート設備は、一般に住宅に隣接する狭い場所に設置されることが多く、設備として引き上げるための開閉装置を据え付ける必要から大掛かりなコンクリート製の構造物又は鋼製架台となっている。
【0007】
このため狭いが故に困難な工事を余儀なくされ、工事費もかかる上、設備等が周辺の景観を著しく損ねている。ゲートの開閉を必要最低限にとどめ、頻繁に開閉せずに自然排水ができることが求められている。低水位であっても安定して排水ができ、それを実現するための吸い込み渦防止方法も提案されているが、完全ではない。このような従来の方法による問題点に対して、水路の状態に合わせて適切に開閉のできるゲート設備の開発が要望されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
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、第1ゲートに第2ゲートを搭載し、上流側、下流側の水位差に応じて段階的に相互のゲートを開閉し、排水能率を高めたゲートポンプ設備の提供にある。
本発明の他の目的は、低水位であっても吸い込み渦の発生を防止し、安定してしかも確実に排水のできる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、設置工事を容易にし、且つメンテナンスも容易にしコスト低減を図っ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、設備の高さを低くして、周辺の景観を損なわず、環境保全を配慮したゲートポンプ設備の提供にある。
【0009】
【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、
本発明1の段階的開閉式ゲートポンプ設備は、排水口を有する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第1ゲートと、前記第1ゲートに搭載され、この第1ゲートと同じ方向に昇降開閉自在で上昇時に前記第1ゲートの一端に当接する第2ゲートと、前記第1ゲートと前記第2ゲートを段階的に昇降開閉させる開閉装置と、前記第2ゲートに搭載され上流から下流への自然排水または、強制排水を可能とする横軸の水中ポンプと、この水中ポンプの吐出口側に設けられ、自然排水又は強制排水のときに開き自然排水の流れに逆流するときに閉じる逆止弁とからなっている。
【0010】
第1ゲートは、排水樋門に設けられた摺動面に案内され、水面側と水底側とを往復昇降する。第2ゲートも同様に、第1ゲートに設けられた摺動面に案内され、第1ゲート上を水面側と水底側とを往復昇降する。開閉装置は、第1ゲート開閉用又は第2ゲート開閉用と個別に設けられたものであってもよく、2つのゲートを開閉するものであってもよい。
【0011】
本発明2の段階的開閉式ゲートポンプ設備は、前記発明1において、前記第1ゲートの前記上流側壁面が、前記第2ゲート側に向けて下り勾配をなし傾斜面を構成していてもよい。低水位運転時の空気吸い込み渦の発生を抑えることができる。
本発明3の段階的開閉式ゲートポンプ設備は、前記発明1において、前記第1ゲートの一端に、前記第2ゲートが当接する当接体を設けていてもよい。剛性のある筐体として構成する。
【0012】
本発明4の段階的開閉式ゲートポンプ設備は、前記発明1において、前記開閉装置が、前記第1ゲートと前記第2ゲートを個別に段階的に昇降させる液圧駆動装置を前記排水樋門内に有していてもよい。ゲートの開閉動作を自動的に行うことができ、又、液圧シリンダーをゲート内に格納した構成なので、装置が排水樋門外部に露呈されず美観を損ねない。
【0013】
本発明5の段階的開閉式ゲートポンプ設備は、前記発明1において、前記開閉装置が、前記排水樋門上に設置され、前記第2ゲートに連結したワイヤを巻き上げるワイヤ巻き上げドラムと、このワイヤ巻き上げドラムを回転駆動させる駆動装置から構成されていてもよい。構成は簡素化され、自動運転が可能である。又、装置は排水樋門外部に大きくはみ出ることはないので、美観を損ねることはない。
【0014】
【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、本発明の段階的開閉式ゲートポンプ設備1の全体構成を示した側断面図で、逆流を防止する状態で強制排水状態を示した第1段階の開閉構成図である。水流が少ない場合は、排水を水中ポンプ内を通過させることで、自然排水は可能である。図2は、図1と同様の側断面図であり、非常時の自然排水状態を示した第2段階の開閉構成図である。図1の場合で、水流が多くなって自然排水を続けると、排水は水中ポンプのみで行っているので、水中ポンプを損傷するおそれがある。又、逆流であった流れが急に上流からの流れに変わり、水中ポンプの通過排水のみで自然排水を行うことができないような場合に、一時的にこの第2段階の開閉状態にする。
【0015】
図3は、図1同様の側断面図で、通常の排水状態を示した第3段階の開閉構成図である。通常、水路の排水は上流側Aから下流側Bへ自然排水の形で流れている。図4は、図1の正面図で、図5は、図1の平面図である。段階的開閉式ゲートポンプ設備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。ゲートは2つ有し、1つは、親ゲートに相当する第1ゲート3を構成し、排水樋門2の側壁に直接案内され上下方向に昇降する。
【0016】
この第1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、この第1ゲート3はラック棒5を介して後述する第2ゲート15によって間接的に開閉される。通常第1ゲート3は、支川側の河川等の水路である上流側Aと、本川側である下流側B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、下部中央部が排水口6になっている。第1ゲート3が下降すると、第1ゲート3は矩形状の排水口6の上部半分を閉じる。第1ゲート3が排水口6から上昇すると、排水口6は全開される。
【0017】
この排水樋門2には、第1ゲート3のガイド及び水密のための戸当金具がコンクリートに埋設されて取り付けられている。この戸当金具は、排水樋門2の水路底7に第1ゲート3の側底部及び第2ゲート15の底部が当接するための水底戸当金具8と排水口6の上部には上部水底戸当金具8aと、排水樋門2の各側壁9に第1ゲート3の昇降方向案内のための側壁戸当金具10が凹状に設けられている。これら水底戸当金具8,8a,10は、鋼板及び型鋼等で構成されコンクリートに埋設されている。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。この開閉装置4は、排水樋門2上に架台2aを介して設置されている。
【0018】
この架台2aは、鋼板及び型鋼等で構成されたもので、排水樋門2上にボルト等で固定され、排水樋門2の上部カバーを兼ね開閉装置4を支持している。従って、この架台2aを取り外すと、排水樋門2上は開放状態になる。大掛かりなメンテナンスのときは、開閉装置4、架台2aを取外して、第1ゲート3と第2ゲート15のゲート一式を容易に取り外せる構成である。
【0019】
一方、第1ゲート3の外両側部及び上部には、水密装置11が取り付けられていて、排水樋門2の側壁戸当金具10及び上部水底戸当金具8aに接して第1ゲート3が降下し排水口6の上部約半分を閉じたとき、排水口6周囲に下流側から上流側に跨って水が側壁戸当金具10と第1ゲートの水密装置11との間で移動するのを完全に防止している。但し、排水口6の下部開口部(排水口13)よりの水の移動は、内外水位差により行われる。
【0020】
第1ゲート3は、桁構造になっていて、排水樋門2側に位置する端縦桁3aに、摺動材12が第1ゲート3の各サイドに取り付けられている。この摺動材12は、排水樋門2の案内ガイドである側壁戸当金具10にはまり込み、規制され昇降方向に案内される。
【0021】
この第1ゲート3は、上流側が外板3bとなっていて、排水の流れを直接受ける。内部には縦桁3c、横桁3d(図6参照)等で補強され水圧に耐えるようになっている。第1ゲート3の端縦桁3a側にはクサビ3eが設けられている。第1ゲート3が下降し排水樋門2の下部に位置決めされ排水口6を閉じるとき、排水樋門2との間でこのクサビ3eが相互にくい込む構成となり、第1ゲート3が排水樋門2に押圧し固定された状態となる。
【0022】
この結果、第1ゲート3と排水樋門2との間にはガタがないので、第2ゲート上の水中ポンプ17が運転したとき第1ゲートの振動を防止させることができ、振動に伴う悪影響が避けられる。第1ゲート3の上方部は、第2ゲート15が持ち上げられるときの上昇端となっていて、引き上げストッパー3fを構成している。この引き上げストッパー3fは剛性のある構成となっていて、鋼板のフレーム構成である。又、第1ゲート3の下端部は、第2ゲート15が降下したときの降下端になっていて降下ストッパー3gを構成し、第2ゲート15が第1ゲート3から外れないようになっている。
【0023】
又、第1ゲート3下部には排水口13が設けられている。この排水口13に排水がスムースに流れるように、周囲の壁面が傾斜している。即ち、第1ゲート3を構成する外板3bが水面側より水底側方向の排水口13縁部へ向けて下り勾配をなし、第1ゲート3の厚みを小さくする方向に傾斜している。この構成は、側壁側も同様の構成にすることは可能である。
【0024】
この結果、水流はこの傾斜面に沿ってスムースに流れ、空気吸い込み渦の発生を抑えることができる。これは水中ポンプ17が第2ゲート15に取り付けられ水路底に近い位置に設置されるので、水中ポンプ17に吸い込まれる排水はこの傾斜した外板壁に沿って流れ、吸い込み渦の発生を防止できるからである。この結果、傾斜面を構成することは、水中ポンプ17に対して空気吸い込み渦を発生させない効果がある。
【0025】
この空気吸い込み渦発生を防止する点において、第1ゲート3自体を厚みのある構成体としているので、排水口13の側壁が厚み幅を有し流れ方向に長くなっているだけでも空気吸い込み渦発生を防止する効果はある。傾斜面にすることで、壁面に沿う流れのために長くなるので一層効果はある。
【0026】
第1ゲート3には、案内溝14が設けられ、この案内溝14に沿って第2ゲート15が第1ゲート3と同じ方向に案内され昇降する。この第2ゲート15も第1ゲート3同様に桁構造をなし、排水樋門2に近い部分の端縦桁15aが第1ゲート3に設けられた案内溝14にはまり込んでいる。第1ゲート3側に位置する端縦桁15aに摺動材18が取り付けられている。この摺動材18に隣接して外板15bに水密装置19が設けられ、第2ゲート15が閉じたとき水の出入りを防止している。
【0027】
更に、この第2ゲート15は、第1ゲート3と同様に縦桁15cと横桁15dによって補強されている。第2ゲート15の端部の縦桁部にはクサビ15eが設けられている。第2ゲート15が下降し第1ゲート3の下部に位置決めされ排水口13を閉じるとき、第1ゲート3との間でこのクサビ15eが相互にくい込む構成となり、第2ゲート15が第1ゲート3に押圧し固定された状態となる。
【0028】
この結果、第2ゲート15と第1ゲート3との間にはガタがないので、前述のクサビ3eと合わせ2つの第1ゲート3と第2ゲート15とは排水樋門2にしっくりと固定された状態になるので、第2ゲート15上の水中ポンプ17が運転したとき振動を防止でき、振動に伴う悪影響が避けられる。第2ゲート15の案内幅を調整している。この第2ゲート15上部には、吊り金具16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。
【0029】
この第2ゲート15の下流側中央部壁面に水中ポンプ17が取り付けられている。この水中ポンプ17は第2ゲート15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17は横軸ポンプで、吸い込み口17c側がフランジ17aを介して第2ゲート15の壁面に取り付けられ、吐出口17bが下流側に向けられている。水中ポンプ17が停止しているときは、排水はこの水中ポンプ17内を通過して自然排水が可能である。又吐出口17b側には、フラップ弁20(逆止弁)が取り付けられていて、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。
【0030】
本実施の形態において、水中ポンプ17は横軸の水中ポンプである。水中ポンプ17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上流側Aから下流側Bに流れる。この水中ポンプ17の吐出口17b側にはフラップ弁20が取り付けられ、このフラップ弁20は上下方向に揺動する。
【0031】
このフラップ弁20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。このフラップ弁20は一種の蓋を構成し、水中ポンプ17が運転され前述の方向に水が水中ポンプ17内を流れる場合は、フラップ弁20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17の運転を停止したときは、フラップ弁20は下がり水中ポンプ17の吐出口17bを塞ぎ、逆流を防止する。
【0032】
次にゲートの開閉機構について説明する。水中ポンプ17を搭載した第2ゲート15の上部には、吊り金具16が取り付けられている。この吊り金具16には、吊りピン21が設けられ、この吊りピン21にラック棒5が連結されている。ラック棒5には、長手方向にラックが設けられている。このラック棒5の移動機構は開閉装置4内にあり、図示していないが、公知の手段、例えば歯車等で構成される駆動手段である。
【0033】
ハンドルで操作、あるいはモータ駆動等で操作すると、ラック棒5が上下方向に移動するようになっている。ラック棒5は前述のとおり2つ設けられていて、2つのラック棒5の駆動系は連結手段により連結している。一方のラック棒5を駆動すると他方のラック棒5も一体的に動作し上下動する。このラック棒5の上端部は排水樋門2の上部に設けられたカバー22で覆われている。
【0034】
従って、第2ゲート15の開閉操作は、開閉装置4によりラック棒5が上下方向に移動することにより行われる。また、上流側の水路には、図示しない除塵機が設けられ、上流から流れてくる流木等の塵芥類を除去し、水中ポンプ17への塵芥類の侵入を防止している。第2ゲート15は2本のラック棒5により支持され、前述のように第1ゲート3の案内溝14に沿って上下方向に移動可能である。
【0035】
図1の第1段階の開閉状態は、台風等により外水側の水位が内水側より異常に高くなって逆流する場合であって、第1ゲート3が排水樋門2の排水口6を塞ぎ、第2ゲート15は第1ゲート3の排水口13を塞ぎ、第1ゲート3の降下ストッパー3gに当接して2つのゲートが下方に位置決めされた状態であり、逆流を完全に防止している。
【0036】
この場合、第1ゲート3及び第2ゲート15の各水密装置11,19により各排水口6,13は水密状態となっている。2つの第1ゲート3,第2ゲート15が閉じた状態で排水を行うときは、水中ポンプ17で強制排水を行う。又、急に水流が自然流に変わったときは、水中ポンプ17を停止させても、排水は水中ポンプ17を通過して上流から下流へ流れる。このときフラップ弁20は水流の勢いで揺動し上方に持ち上げられ開放状態となる。
【0037】
このフラップ弁20は、水平軸を支点に上下方向に揺動するフラップ型の弁である。下流側の水位が上流側より高くなり逆流するときは、このフラップ型のゲートを構成するフラップ弁20が自重と逆流の水圧で下って水中ポンプ17の吐出口17bを塞ぎ、流れが水中ポンプ17内に逆流するのを防止している。
【0038】
次に第2段階の開閉状態は、第2ゲート15を開閉装置4の駆動で移動させ第1ゲート3の引き上げストッパー3fに当接させ、第1ゲート3の排水口13のみ開放された状態である。前述のように、上流側と下流側の水位に高低差があまりなく、水流が少ない自然排水の場合に適用し、水中ポンプ17に負担を与えないように水中ポンプ17を上方へ退避させている。
【0039】
続いて第3段階の開閉状態は、引き続き第2ゲート15を第1ゲート3との当接状態を維持しつつ上方へ持ち上げ排水樋門2上端で停止させた状態である。この状態は、排水樋門2の排水口6が水路幅に亘って開放され、第1ゲート3の排水口13も開放された状態となる。逆の動作によっても第2ゲート15の降下動作で同じ第2段階、第1段階の状態を実現できる。このようにしてゲートを3段階に開閉させることができる。
【0040】
この第3段階の開閉状態において、水中ポンプ17を排水樋門2の上部に持ち来すことができるので、即ち、第2ゲート15上の水中ポンプ17を先ず第1ゲート3の上端に上昇させ、この状態で第1ゲート3を排水樋門2の上端まで上昇させると、必然的に水中ポンプ17は排水樋門2の上端部に持ち来すことができるので、これにより、従来に比べ排水樋門2の高さを低くすることができ、通常メンテナンスが極めて容易に行うことができる。
【0041】
(実施の形態2)
図6から図9は、段階的開閉式ゲートポンプ設備の他の実施例を示す図である。排水樋門2に対する第1ゲート3の取り付け構成及び第1ゲート3に対する第2ゲート15の取り付け構成は、前述の場合と同様であるので詳細説明は省略する。本実施の形態2は、ゲート開閉動作の駆動方法を変えた例である。本実施の形態は、第1ゲート3と第2ゲート15の各々の昇降動作を第1液圧シリンダー23で行う段階的開閉式ゲートポンプ設備である。第1ゲート3の引き上げストッパー3fに第1液圧シリンダー23の本体が取り付けられ、本体部分が第1ゲート3の内部下方向に向けて設けられている。
【0042】
この第1液圧シリンダー23は排水樋門2の両側に設けられ、第1ゲート3昇降動作のバランスを図っている。引き上げストッパー3f部分において、第1液圧シリンダー23の本体端部から第1シリンダーロッド24が突き出ていて、この第1シリンダーロッド24が圧液を受けて第1液圧シリンダー23のストロークに応じて移動する。圧液供給の制御系は省略されているが、この圧液は2つの第1液圧シリンダー23に常に同時に供給される。
【0043】
第1シリンダーロッド24の先端部は、排水樋門2側壁のコンクリートに取り付けられたステイ部材25にピン26を介して取り付けられている。従って、この構成は圧液が供給されると第1シリンダーロッド24は動かず、第1液圧シリンダー23の本体が昇降方向に移動する構成である。これに伴い第1液圧シリンダー23の本体と一体になっている第1ゲート3が昇降する。第2ゲート15も同様な構成で第2液圧シリンダー27の本体が第2ゲート15の上端桁部に取り付けられている。この第2液圧シリンダー27も水路幅方向に昇降バランスを考慮して2箇所に設けられている。
【0044】
圧液は第1液圧シリンダー23の場合と同様に、常に同時に2つの第2液圧シリンダー27に供給される。圧液の供給で移動する第2シリンダーロッド28の先端部は、第1ゲート3の引き上げストッパー3f部材に固定されている。従って、前述同様、圧液の供給で第2液圧シリンダー27の本体移動に伴い第2ゲート15が第1ゲート3に対し相対移動する。第2ゲート15が上昇しストローク端に達したとき、第1ゲート3の引き上げストッパー3fに当接する。
【0045】
この当接状態を維持して第1液圧シリンダー23の本体に圧液が供給されると、第1ゲート3は第2ゲート15を支持したままさらに上昇しストローク端で停止する。この場合、第1液圧シリンダー23及び第2液圧シリンダー27への圧液供給順序はどちらが先であっても構わない。この状態を示したのが図7で、第3段階の開閉状態を示す。実施の形態1と対比すると、図6は図1に相当し第1段階の開閉状態を示し、図7は、図3に相当する。
【0046】
図2に対応する例は図示していないが、図6の状態で、第2液圧シリンダー27のみを作動させ第2ゲート15を上昇させれば、図2に相当する第2段階のゲート位置となる。このような構成により、各ゲートは昇降動作の組み合わせで段階的に3つの位置に選択的に配置が可能である。水中ポンプ17は下流側の第2ゲート15の面に取り付けられ、この第2ゲート15は上流側に水密装置19が設けられ、第1ゲート3の案内溝14に案内されている。
【0047】
水中ポンプ17は、第2ゲート15面へ、吸い込み口17c側のフランジ17aによって取り付けられている。本実施の形態2の場合、排水樋門2上には、実施の形態1で示す開閉装置4及び架台2aは設けられていない。このため排水樋門2上は何もない状態であり、ステイ部材25を上端に設けるようにすれば排水樋門2自体をさらに低くでき、結果的に本設備全体を一層低くすることが可能である。
【0048】
(実施の形態3)
本実施の形態3は、ゲートの開閉動作にワイヤを使用した巻き上げ装置を適用したものである。図10、図11にその開閉装置であるワイヤ巻き上げ装置29を示す。排水樋門2に対する各ゲートの取り付け構成は、前述の場合と同様であるので詳細説明は省略する。本実施の形態3は、ゲート開閉動作の駆動方法を変えた例である。第2ゲート15の上端桁上にワイヤ30を取り付ける。このワイヤ30は、第2ゲート15の昇降のバランスをとるため水路幅に亘って2つ設けられている。
【0049】
ワイヤ30の第2ゲート15への取り付けは、公知の方法でよいが、ワイヤ30は初期状態で延びるものであるので、第2ゲート15に取り付け長さを変えられるように調整手段を有する取り付け具31で固定する構成とする。この取り付け具31の調整手段は、例えばねじによって調整するもので、位置が決まれば、ナットで固定する。この調整手段により2つの第2ゲート15の昇降位置のバランスが保たれる。
【0050】
一方排水樋門2上部には、架台2b上にこのワイヤ30を巻き上げるための巻き上げドラム32が各々のワイヤ30に対応して設けられていて、1つの巻き上げドラム32側にモーター33が設けられ、巻き上げドラム32を回転駆動する。このモーター33は減速モーターである。2つの巻き上げドラム32は、軸体34で連結しているので、一方の巻き上げドラム32を回転させると、他方の巻き上げドラム32も一体となって回転する。図10のゲートの状態は、第1ゲート3が水底に降下し、第2ゲート15も降下していて、水路を閉じ逆流を防止する第1段階の状態を示している。
【0051】
この状態から各ゲートを開放させる場合は、モーター33の駆動によりワイヤ30を巻き上げると、第2ゲート15が持ち上げられ、この第2ゲート15の上端部が第1ゲート3の引き上げストッパー3fに当接する。この位置が第2段階で、図11のXで、第2ゲート15の一部15fが移動した位置を示している。この位置決めは、図示していないが位置決め用に設けられたセンサーによっている。このセンサーの信号でモーター33を停止しブレーキングする。更に第2ゲート15を排水樋門2上方へ上昇させる場合は、続いてワイヤ30を巻き上げて第2ゲート15が第1ゲート3に当接した状態を維持し2つの第1ゲート3,第2ゲート15を共に持ち上げる。
【0052】
排水樋門2上部に達したところで、前述同様に図示しないセンサーによって第2ゲート15を所定位置に位置決めする。この位置が第3段階で、図11のYで、第2ゲート15の一部15fが移動した位置を示している。水路は完全に開放され自然排水の行われる状態となる。逆にゲートを閉じる場合は、巻き上げドラムを逆転させると、前述と逆の工程で各段階の開閉位置を設定できる。
【0053】
2つのゲートは自重で降下し、第2段階、第1段階と必要に応じてゲートの位置を設定することができる。ワイヤ巻き上げ装置29に対しては、危険防止のためこの装置を囲う覆い35を設ける。この実施の形態3で示すワイヤ巻き上げ装置29は、排水樋門2上部に張り出し突き出た構成のものでないので、ゲートポンプ設備を低く構成することが可能である。又、この実施の形態3の構成は、実施の形態1と同様に、架台2bを取り外してメンテナンスのできる構成である。
【0054】
以上、本発明の実施の形態を3つのケースについて、3段階にゲートの位置を変え排水を行う構成を説明したが、本発明の対象はこれに限定されるものではない。必要があれば、3段階以上のゲート位置の設定も可能である。水流環境によっては、ゲートの高さ位置を現地の水路状態に合わせて排水口の大きさを設定するようにしてもよい。
【0055】
これは例えば、第1ゲート3に対する第2ゲート15の開閉高さあるいは排水樋門に対する第1ゲート3の開閉高さを調整のできるストッパーを用いることで実現できる。又、開閉装置の一部として、ラック棒、液圧シリンダー、ワイヤを各実施の形態について2つ設けることで説明したが、水路の狭い場合には、1つでよい。また、逆止弁をフラップゲートとして説明したが、他の形式、例えばマイター型のゲートであってもよい。
【0056】
さらに、第1ゲート3、第2ゲート15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合せで有っても良い。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の段階的開閉式ゲートポンプ設備は、ゲート位置を段階的に複数の位置に設置することができる構成にしたので、水流の状態に係わらず全ての場合にゲートを水底から樋門上部まで開閉動作を行わなければならない状態は回避でき、水流の状態に応じて段階的に最適なゲート開閉位置を設定することができるようになった。又、ゲートの操作すべき開閉距離が短くなり、操作も簡易で楽になった。
【0058】
更に、開閉装置も樋門上部に張り出す部分を小さくすることが可能となりゲートポンプ設備を低く構成することができた。水中ポンプをゲート上方へ持ち来すことが可能となったことで、排水樋門を高くしなくても水中ポンプを水面上に引き上げメンテナンスが容易な構成となった。結果的に排水樋門全体を低くすることができるようになり美観を損ねない効果のある設備となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施の形態1におけるゲート開閉第1段階を示す本発明のゲートポンプ設備の側面断面図である。
【図2】図2は、実施の形態1におけるゲート開閉第2段階を示す本発明のゲートポンプ設備の側面断面図である。
【図3】図3は、実施の形態1におけるゲート開閉第3段階を示す本発明のゲートポンプ設備の側面断面図である。
【図4】図4は、図1の正面図である。
【図5】図5は、本発明のゲートポンプ設備の平面断面図である。
【図6】図6は、実施の形態2におけるゲート開閉第1段階を示す本発明のゲートポンプ設備の側面断面図である。
【図7】図7は、実施の形態2におけるゲート開閉第3段階を示す本発明のゲートポンプ設備の側面断面図である。
【図8】図8は、図6の正面図である。
【図9】図9は、実施の形態2における本発明のゲートポンプ設備の平面断面図である。
【図10】図10は、実施の形態3におけるゲート開閉第1段階を示す本発明のゲートポンプ設備の側面断面図である。
【図11】図11は、図10の正面図である。
【符号の説明】
1…段階的開閉式ゲートポンプ設備
2…排水樋門
3…第1ゲート
3f…引き上げストッパー
4…開閉装置
5…ラック棒
6…排水口
8…水底戸当金具
10…側壁当当金具
13…排水口
14…案内溝
15…第2ゲート
17…水中ポンプ
20…フラップ弁
23…第1液圧シリンダー
27…第2液圧シリンダー
30…ワイヤ
Claims (5)
- 排水口を有する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第1ゲートと、
前記第1ゲートに搭載され、この第1ゲートと同じ方向に昇降開閉自在で上昇時に前記第1ゲートの一端に当接する第2ゲートと、
前記第1ゲートと前記第2ゲートを段階的に昇降開閉させる開閉装置と、
前記第2ゲートに搭載され上流から下流への自然排水または、強制排水を可能とする横軸の水中ポンプと、
この水中ポンプの吐出口側に設けられ、自然排水又は強制排水のときに開き自然排水の流れに逆流するときに閉じる逆止弁と
からなる段階的開閉式ゲートポンプ設備。 - 請求項1に記載の段階的開閉式ゲートポンプ設備において、
前記第1ゲートの前記上流側壁面は、前記第2ゲート側に向けて下り勾配をなし傾斜面を構成していることを特徴とする段階的開閉式ゲートポンプ設備。 - 請求項1に記載の段階的開閉式ゲートポンプ設備において、
前記第1ゲートの一端に、前記第2ゲートが当接する当接体を設けていることを特徴とする段階的開閉式ゲートポンプ設備。 - 請求項1に記載の段階的開閉式ゲートポンプ設備において、
前記開閉装置は、前記第1ゲートと前記第2ゲートを個別に段階的に昇降させる液圧駆動装置を前記排水樋門内に有していることを特徴とする段階的開閉式ゲートポンプ設備。 - 請求項1に記載の段階的開閉式ゲートポンプ設備において、
前記開閉装置は前記排水樋門上に設置され、前記第2ゲートに連結したワイヤを巻き上げるワイヤ巻き上げドラムと、このワイヤ巻き上げドラムを回転駆動させる駆動装置から構成されていることを特徴とする段階的開閉式ゲートポンプ設備。
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