特許 7590770 塵芥除去機能付ポンプゲート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】塵芥除去機能付ポンプゲート

(51)【国際特許分類】

   F04D 15/00 20060101AFI20241120BHJP

   F04D 13/08 20060101ALI20241120BHJP

   F04D 29/70 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

F04D15/00 L

F04D13/08 Z

F04D15/00 B

F04D29/70 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021065927

(22)【出願日】2021-04-08

(65)【公開番号】P2022161259

(43)【公開日】2022-10-21

【審査請求日】2024-01-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000168193

【氏名又は名称】株式会社ミゾタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001759

【氏名又は名称】弁理士法人よつ葉国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100093687

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 元成

(74)【代理人】

【識別番号】100168468

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 曜

(72)【発明者】

【氏名】穴井 正一

(72)【発明者】

【氏名】有松 勲

【審査官】大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０６５２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３２４７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－００２１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０８９７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １５／００

Ｆ０４Ｄ １３／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方に吸込口と他方に吐出口を有したケーシングと、
前記ケーシング内に固定され回転駆動するための電動機と、
前記電動機の出力軸に連結され回転駆動される羽根車と、
前記吐出口の先端面に揺動自在に配置され、前記吐出口からの水の吐出時にのみ前記吐出口を開放するフラップ弁と
からなる水中ポンプを同一ゲートに複数搭載したポンプゲートにおいて、
前記複数の水中ポンプの前記吐出口の内周面を互いに連通するように配管されたポンプ間連通管と、
前記ポンプ間連通管に設置され、前記ポンプ間連通管を連通又は非連通とするためのポンプ間電動仕切弁と、
前記電動機の入力電流、負荷トルク、騒音、及び振動から選択され一つの検出値を検出するための検出装置と、
一方の前記水中ポンプの前記検出値が予め設定された閾値を越えたとき、前記一方の前記水中ポンプの前記電動機の運転を停止させた後、前記ポンプ間電動仕切弁（４）を開け、前記一方の水中ポンプの前記電動機を逆回転させ、他方の前記水中ポンプの前記電動機を正回転させる制御を行う水中ポンプ制御装置と
からなることを特徴とする塵芥除去機能付きポンプゲート。

【請求項2】

請求項１に記載の塵芥除去機能付きポンプゲートにおいて、
前記水中ポンプを搭載したゲートの外水側と前記吐出口の内周面とを連通する外水連通管と、
前記外水連通管に設置され、前記外水連通管を連通又は非連通とするための外水用電動仕切弁と
からなることを特徴とする塵芥除去機能付きポンプゲート。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の塵芥除去機能付きポンプゲートにおいて、
前記検出装置は、前記電動機への入力電流を検知するための電流計測装置である
ことを特徴とする塵芥除去機能付きポンプゲート。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の塵芥除去機能付きポンプゲートにおいて、
前記水中ポンプは、前記一方の前記水中ポンプと、前記他方の前記水中ポンプの２台からなる
ことを特徴とする塵芥除去機能付きポンプゲート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゲートに水中ポンプを搭載したポンプゲートにおいて、塵芥除去機能付ポンプゲートに関する。更に詳しくは、ゲートに搭載した水中ポンプの羽根車等に塵芥が絡まったとき、自動的に塵芥を取り除くことができる、塵芥除去機能付ポンプゲートに関する。

【背景技術】

【0002】

本出願人が開発し提案したゲートポンプ（登録商標）は、一般的にはポンプゲートと呼ばれているが、通常は排水のために水門のゲートに水中ポンプを搭載したものである。このポンプゲートは、塵芥等が水中ポンプの羽根車等に絡まないように、上流側にスクリーン、除塵機等の塵芥を取り除くための除塵設備が設置されている。しかし、この除塵設備をすり抜けた塵芥が水中ポンプの羽根車等に絡み、水中ポンプの運転が停止して、塵芥を手動で除去しなければならないことがある。この塵芥の除去のために、ゲートを引き揚げて水中ポンプを水面上から出して、羽根車等に絡んだ紐状等の塵芥を人力で除去している。

【0003】

他方、水中ポンプにおいて、可撓性のビニール等の紐状の異物が、羽根車、インペラ等に絡んだとき、これを駆動する電動機の負荷が閾値を越すと、この電動機を逆回転させて、羽根車、インペラ等から紐状の異物を取り外すものが提案されている（特許文献１）。更に、排水用のポンプゲートではないが、並列に複数台設置された汚水用ポンプにおいて、各ポンプの吐出側に開閉弁を介して互いに接続し、一方のポンプに異物が絡んだとき、このポンプを休止して、他方のポンプを起動して、この起動しているポンプから休止しているポンプに吐出流を逆流させて、休止させたポンプの異物を除去するものも提案されている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－３３６５９３号公報

【文献】特開昭５７－４６０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ポンプゲートの水中ポンプに絡んだ塵芥を手動で除去する方法は、ゲートを引き揚げる必要があり、このとき、例えば、紐状の異物等が複雑に絡んでいる場合、人力では容易に除去できず、この作業に長時間を要する。この作業時間は内水側からの排水を停止することになり、場合によってはゲートの内水側が浸水する恐れもある。また、水中ポンプの羽根車等に紐状の異物等が絡んだとき、特許文献１に記載された水中ポンプを逆転させる方法は、ポンプゲートの水中ポンプには適用できない。即ち、通常のポンプゲートの水中ポンプは、その吐出口に一方弁であるフラップ弁を備えている。この状態で水中ポンプの逆回転を行うと、フラップ弁は閉じた状態となり、水は流れず閉塞運転となる。この閉塞運転の負荷は、電動機の定格電流をオーバーし、水中ポンプに損傷を生じる恐れがあり、ポンプゲートの水中ポンプでは水中ポンプの逆回転による塵芥の除去は避けなればならない。

【0006】

特許文献２に記載された並列に複数台設置された汚水用ポンプにおける塵芥の除去方法は、各水中ポンプが独立して運転されるポンプゲートの水中ポンプでは、水中ポンプの吐出側及び流入側に開閉弁等を設置することはできないので、この汚水用ポンプにおける塵芥の除去方法は適用できない。
本発明は、以上のような背景により以下の目的を達成するものである。
本発明の目的は、ポンプゲートの水中ポンプに絡んだ塵芥を自動的に除去することができる、塵芥除去機能付ポンプゲートを提供することにある。
本発明の他の目的は、ポンプゲートの水中ポンプの異常、故障等を事前に防ぐことができる、塵芥除去機能付ポンプゲートを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
即ち、本発明１の塵芥除去機能付きポンプゲートは、
一方に吸込口と他方に吐出口を有したケーシングと、
前記ケーシング内に固定され回転駆動するための電動機と、
前記電動機の出力軸に連結され回転駆動される羽根車と、
前記吐出口の先端面に揺動自在に配置され、前記吐出口からの水の吐出時にのみ前記吐出口を開放するフラップ弁と
からなる水中ポンプを同一ゲートに複数搭載したポンプゲートにおいて、
前記複数の水中ポンプの前記吐出口の内周面を互いに連通するように配管されたポンプ間連通管と、
前記ポンプ間連通管に設置され、前記ポンプ間連通管を連通又は非連通とするためのポンプ間電動仕切弁と、
前記電動機の入力電流、負荷トルク、騒音、及び振動から選択され一つの検出値を検出するための検出装置と、
一方の前記水中ポンプの前記検出値が予め設定された閾値を越えたとき、前記一方の前記水中ポンプの前記電動機の運転を停止させた後、前記ポンプ間電動仕切弁（４）を開け、前記一方の水中ポンプの前記電動機を逆回転させ、他方の前記水中ポンプの前記電動機を正回転させる制御を行う水中ポンプ制御装置とからなることを特徴とする。

【0008】

本発明２の塵芥除去機能付きポンプゲートは、本発明１において、前記水中ポンプを搭載したゲートの外水側と前記吐出口の内周面とを連通する外水連通管と、前記外水連通管に設置され、前記外水連通管を連通又は非連通とするための外水用電動仕切弁とからなることを特徴とする。

【0009】

本発明３の塵芥除去機能付きポンプゲートは、本発明１又は２において、前記検出装置は、前記電動機への入力電流を検知するための電流計測装置であることを特徴とする。

【0010】

本発明４の塵芥除去機能付きポンプゲートは、本発明１又は２において、前記水中ポンプは、前記一方の前記水中ポンプと、前記他方の前記水中ポンプの２台からなることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明の塵芥除去機能付ポンプゲートは、水中ポンプの逆回転と水中ポンプへの注水を行うため、羽根車等に絡まった塵埃の除去能力が向上する。また、早めに過負荷検出を行うため、塵埃の除去が容易で、短時間に復旧運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲートを示し、図１（ａ）はポンプゲートの正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図2】図２は、図１の塵芥除去機能付ポンプゲートの水中ポンプを示し、図２（ａ）は図２（ｂ）のＢ－Ｂ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。

【図3】図３は、図１の塵芥除去機能付ポンプゲートの水中ポンプの運転方法を示すフローチャートである。

【図4】図４は、図１の塵芥除去機能付ポンプゲートの水中ポンプの運転動作を示す動作説明図である。

【図5】図５は、本発明の第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲートの水中ポンプを示し、図５（ａ）は図５（ｂ）のＰ矢視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。

【図6】図６は、図５の塵芥除去機能付ポンプゲートの水中ポンプの運転動作を示す動作説明図である。

【図7】図７は、本発明の第３の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲートの水中ポンプを示し、図７（ａ）は図７（ｂ）のＱ矢視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＥ－Ｅ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

〔塵芥除去機能付ポンプゲートの第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１を示し、図１（ａ）はポンプゲートの正面図であり、水の流れ方向に対して垂直に切った断面を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図であり、水の流れ方向に沿って切った断面を示す。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１は、ゲート１１と、水中ポンプ１２（第１の水中ポンプ）、水中ポンプ１３（第２の水中ポンプ）とを備えている。ゲート１１は、水路１４を上下方向に移動して水路１４を開閉可能に設置されている。すなわち、ゲート１１が上下に移動することで、水路１４が開閉される。ゲート１１を上に移動させることで水路１４が開放され、ゲート１１を下に移動させることで水路１４が閉止される。

【0014】

ゲート１１を貫通するように第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３が設けられている。第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３は、それぞれ、ゲート１１の一方の側（図１（ｂ）の左側の内水側）から、他方の側（図１（ｂ）の右側の外水側）へ水を排出する。第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３は横軸水中ポンプである。第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３は、ゲート１１の同一の高さ位置に設けられている。高さ位置とは、ポンプゲートの水路１４の底面１４１からの高さ（水位）である。水路１４の上流側には塵埃を除去するスクリーン１５が設置されているが、このスクリーン１５をすり抜けた塵埃（特に紐状の塵埃）が第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３に絡まり、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３を停止させる場合がある。

【0015】

図２は図１の塵芥除去機能付ポンプゲート１の第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３を示し、図２（ａ）は図２（ｂ）のＢ－Ｂ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３は、一方（図２（ａ）の左側）に吸込口２１、他方（図２（ａ）の右側）に吐出口２２を有した筒状のケーシング２を有している。ケーシング２の軸心には電動機２３が固定され、電動機２３の出力軸に連結された羽根車２４が回転駆動され、吸込口２１から吸い込んだ水を吐出口２２から吐出する。吐出口２２の先端面には、揺動自在に一種の逆止弁であるフラップ弁２５が配置され、吐出口２２からの水の吐出時にのみ吐出口２２を開放する。第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３のケーシング２、２には、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の吐出口２２、２２の内周面２２Ａ、２２Ａを互いに連通するように筒状のポンプ間連通管３が配管されている。ポンプ間連通管３には、ポンプ間連通管３を連通又は非連通とするためのポンプ間電動仕切弁４が設置されている。図１に示すように、ポンプ間電動仕切弁４は水中ポンプ制御装置１６に接続されている。また、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の電動機２３、２３の入力電流を検出するための電流計測装置（検出装置）１７が水中ポンプ制御装置１６に接続されている。電流計測装置１７の検出値に応じて、ポンプ間電動仕切弁４の開閉、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３各々の起動、停止、正回転、逆回転を制御している。

【0016】

図３は、本発明の第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１の第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の運転方法を示すフローチャート、図４は、本発明の第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１の第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の運転動作を示す動作説明図である。図３に示すように、スタート時は、ゲート１１は全閉状態で、ステップＳ１０２で第１の水中ポンプ１２は正回転で運転する。ステップＳ１０３で第１の水中ポンプ１２に塵埃が絡まり、電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、ステップＳ１０４で水中ポンプ制御装置１６が第１の水中ポンプ１２を停止させる。第１の水中ポンプ１２の水の流れが止まるため、図４（ａ）に示すように、第１の水中ポンプ１２のフラップ弁２５が閉じる。

【0017】

ステップＳ１１１で水中ポンプ制御装置１６がポンプ間電動仕切弁４に開指令を出す。ステップＳ１１２でポンプ間電動仕切弁４が全開すると、ステップＳ１１３で第１の水中ポンプ１２に逆回転指令を出し、ステップＳ１１４で第１の水中ポンプ１２を逆回転で運転する。第１の水中ポンプ１２のフラップ弁２５は閉じているが、ポンプ間連通管３、ポンプ間電動仕切弁４により第１の水中ポンプ１２の閉塞運転が避けられるので、第１の水中ポンプ１２の損傷を回避できる。

【0018】

その後、ステップＳ１１５でタイマーＴ１で数秒程度カウントした後、ステップＳ１１６で第１の水中ポンプ１２を停止する。すなわち、第１の水中ポンプ１２の逆回転を数秒程度行った後、第１の水中ポンプ１２を停止する。ステップＳ１１８でタイマーＴ２で１０秒程度カウントした後、ステップＳ１１９でポンプ間電動仕切弁４に閉指令を出す。ステップＳ１２０でポンプ間電動仕切弁４が全閉すると、ステップＳ１２１で第１の水中ポンプ１２に正回転指令を出し、ステップＳ１２２で第１の水中ポンプ１２を正回転する。図４（ｃ）に示すように、第１の水中ポンプ１２の吸込口２１から吐出口２２に向かって水が流れフラップ弁２５が開く。ステップＳ１２３で電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％未満（又は、設定電流値）であることが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されたと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を継続して、一連の塵埃除去動作が完了する。

【0019】

しかし、ステップＳ１２３で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されていないと判断し、ステップＳ１２４で第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を停止する。その後、前記したステップＳ１１１からステップＳ１２３の二回目の塵埃除去動作（ポンプ間電動仕切弁４が全開、第１の水中ポンプ１２が逆回転、第１の水中ポンプ１２が停止、ポンプ間電動仕切弁４が全閉、第１の水中ポンプ１２が正回転）を繰り返す。ステップＳ１２３で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％未満（又は、設定電流値）であることが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されたと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を継続して、一連の塵埃除去動作が完了する。

【0020】

しかし、ステップＳ１２３で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、二回の塵埃除去動作を行っても第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されていないと判断し、ステップＳ１２４で第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を停止する。その後、ステップＳ１０９、ステップＳ１１７で、塵埃の除去が不可能と判断し,重故障表示が水中ポンプ制御装置１６に表示される。この重故障表示が出ると、塵芥除去機能付ポンプゲート１の運転管理者は、ゲート１１を上に移動し、人力によって第１の水中ポンプ１２に絡まった塵埃を除去する。水中ポンプの電動機は、一般的に、電動機の定格電流の１２０％～１３０％において、数秒～数十秒以内で確実に過電流を検出するように設計されている。しかし、本発明の実施の形態では、塵埃除去動作を行わせる過電流を電動機定格電流の１０５％に設定している。従って、早めに過負荷検出を行うため、塵埃の絡まりが強固になって、塵埃の除去が困難になる前に水中ポンプを逆回転させて塵埃の除去動作を行うことが可能となり、塵埃の除去が容易で、短時間に行うことが可能となる。上記した運転方法では、第１の水中ポンプ１２に塵埃が絡まった場合について説明したが、第２の水中ポンプ１３に塵埃が絡まった場合も第２の水中ポンプ１３の塵埃除去動作が上記運転方法と同様に行われる。

【0021】

〔塵芥除去機能付ポンプゲートの第２の実施の形態〕
図５は本発明の第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１００の水中ポンプを示し、図５（ａ）は図５（ｂ）のＰ矢視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。図６は図５の塵芥除去機能付ポンプゲート１００の水中ポンプの運転動作を示す動作説明図である。第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１００は、第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１のポンプ間連通管３に代えて、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３各々に外水連通管５、５を配管したものである。図５に示すように、第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１００の第１の水中ポンプ１２、及び第２の水中ポンプ１３は、第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１の水中ポンプと基本構造は全く同一であり、一方（図５（ａ）の左側）に吸込口２１、他方（図５（ａ）の右側）に吐出口２２を有した筒状のケーシング２を有している。ケーシング２の軸心には電動機２３が固定され、電動機２３の出力軸に連結された羽根車２４が回転駆動され、吸込口２１から吸い込んだ水を吐出口２２から吐出する。吐出口２２の先端面には揺動自在にフラップ弁２５が配置され、吐出口２２からの水の吐出時にのみ吐出口２２を開放する。

【0022】

第１の水中ポンプ１２、及び第２の水中ポンプ１３のケーシング２、２には、外水連通管５、５が各々配管されている。外水連通管５，５は、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の吐出口２２、２２の内周面２２Ａ、２２Ａと外水（吐出口２２側）１４２を連通している。外水連通管５、５の外水１４２側の先端は９０度上方向に曲げられて、先端開口部５１は上方向に向いている。外水連通管５、５には、外水連通管５、５を内周面２２Ａ、２２Ａと連通又は非連通とするための外水用電動仕切弁６、６が設置されている。第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１と同様に、外水用電動仕切弁６、６は、水中ポンプ制御装置（図１参照）１６に接続されている。また、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の電動機２３、２３の入力電流を検出するための電流計測装置（図１参照）１７が、水中ポンプ制御装置１６にそれぞれ接続されている。電流計測装置１７の検出値に応じて、外水用電動仕切弁６、６の開閉、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３各々の起動、停止、正回転、逆回転を制御している。

【0023】

第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１００は、外水側水位が内水側水位より高い場合には、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３による強制排水運転が行われる。また、外水側水位が内水側水位より低い場合には、ゲート１１を上に移動させて自然流下による排水を行う。すなわち、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３による強制排水運転中に塵埃が水中ポンプに絡まる状況は、外水側水位が内水側水位より高い場合である。従って、塵埃が水中ポンプに絡まった時に外水用電動仕切弁６、６を開くと、内外水位差によって外水連通管５、５を通して、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３の内周面２２Ａ、２２Ａに注水が行われる。そのため、フラップ弁２５、２５が閉じていても、吸込口２１、２１側に向かって水を流すことが可能になる。

【0024】

第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１００の運転方法を示すフローチャートは、第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１のフローチャートとほぼ同一なので省略し、運転動作の要部のみ説明する。すなわち、図５に示すように、スタート時は、ゲート１１は全閉状態で、第１の水中ポンプ１２、第２の水中ポンプ１３は正回転で運転している。第２の水中ポンプ１３は停止していてもよい。第１の水中ポンプ１２に塵埃が絡まり、電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が、定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、水中ポンプ制御装置１６が第１の水中ポンプ１２を停止する。第１の水中ポンプ１２の水の流れが止まるため、図６（ａ）に示すように、第１の水中ポンプ１２のフラップ弁２５が閉じる。

【0025】

水中ポンプ制御装置１６が第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６に開指令を出す。外水用電動仕切弁６が全開すると、第１の水中ポンプ１２に逆回転指令を出し、第１の水中ポンプ１２を逆回転で運転する。図６（ｂ）に示すように、第１の水中ポンプ１２の外水連通管５、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６を通して第１の水中ポンプ１２に外水側より水が供給される。従って、図６（ｂ）に示すように、第１の水中ポンプ１２の逆回転で吸込口２１側に向かって大きな水流が発生するため、第１の水中ポンプ１２の羽根車等に絡まった塵埃の除去能力が向上する。また、第１の水中ポンプ１２のフラップ弁２５は閉じているが、第１の水中ポンプ１２の閉塞運転が避けられるので、第１の水中ポンプ１２に損傷を生じる恐れがない。

【0026】

その後、タイマーで数秒程度カウントした後、第１の水中ポンプ１２を停止する。その後、タイマーで１０秒程度カウントした後、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６に閉指令を出す。第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６が全閉すると、第１の水中ポンプ１２を正回転する。第１の水中ポンプ１２の吸込口２１から吐出口２２に向かって水が流れフラップ弁２５が開く。電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％未満であることが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されたと判断し、一連の塵埃除去動作が完了し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を継続する。

【0027】

しかし、電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されていないと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を停止する。その後、二回目の塵埃除去動作（外水用電動仕切弁６が全開、第１の水中ポンプ１２が逆回転、外水用電動仕切弁６が全閉、第１の水中ポンプ１２が正回転）を繰り返す。電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）未満であることが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されたと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を継続し、一連の塵埃除去動作が完了する。

【0028】

しかし、二回目の塵埃除去動作が終わっても、第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、二回の塵埃除去動作を行っても第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されていないと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を停止する。その後、水中ポンプ制御装置１６が塵埃の除去が不可能と判断し、重故障表示が水中ポンプ制御装置１６に表示される。この重故障表示が出ると、塵芥除去機能付ポンプゲート１００の運転管理者は、ゲート１１を上に移動し、人力によって第１の水中ポンプ１２に絡まった塵埃を除去する。上記した運転方法では、第１の水中ポンプ１２に塵埃が絡まった場合について説明したが、第２の水中ポンプ１３に塵埃が絡まった場合も第２の水中ポンプ１３の塵埃除去動作が上記運転方法と同様に行われる。

【0029】

〔塵芥除去機能付ポンプゲートの第３の実施の形態〕
図７は本発明の第３の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート２００の水中ポンプを示し、図７（ａ）は図７（ｂ）のＱ矢視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＥ－Ｅ断面図である。第３の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート２００は、第１の実施の形態のポンプ間連通管３、ポンプ間電動仕切弁４と、第２の実施の形態の外水連通管５、５、外水用電動仕切弁６、６の両方を配管したものである。第３の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート２００では、ポンプ間電動仕切弁４、外水用電動仕切弁６、６を併用して使用するため、ポンプ間電動仕切弁４、外水用電動仕切弁６、６のいずれか一方が故障して使用できない場合でも、他方がバックアップするため、塵埃の除去を確実に行うことが可能となる。
第３の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート２００の運転方法を示すフローチャートは、第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１のフローチャートと第２の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１００のフローチャートの合成なので省略する。

【0030】

〔塵芥除去機能付ポンプゲートの第４の実施の形態〕
第１の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート１もしくは、第３の実施の形態の塵芥除去機能付ポンプゲート２００において、塵芥が絡んでいない他方の水中ポンプを運転することで、吐出流の一部を逆流させた水がポンプ間連通管３、ポンプ間電動仕切弁４を通して前記一方の水中ポンプへ注水され、塵埃の除去を確実に行うことが可能となる。図３に示すように、スタート時は、ゲート１１は全閉状態で、ステップＳ１０２で第１の水中ポンプ１２は正回転で運転する。ステップＳ１０３で第１の水中ポンプ１２に塵埃が絡まり、電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、ステップＳ１０４で水中ポンプ制御装置１６が第１の水中ポンプ１２を停止させる。第１の水中ポンプ１２の水の流れが止まるため、図４（ａ）に示すように、第１の水中ポンプ１２のフラップ弁２５が閉じる。

【0031】

ステップＳ１０５で第２の水中ポンプ１３が運転中か否か判断し、第２の水中ポンプ１３が運転中でなければ、ステップＳ１０６で第２の水中ポンプ１３に運転指令を出し、ステップＳ１０７で第２の水中ポンプ１３を正回転で運転する。ステップＳ１１１で水中ポンプ制御装置１６がポンプ間電動仕切弁４に開指令を出す。（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６に開指令を出す。）ステップＳ１１２でポンプ間電動仕切弁４が全開すると（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６が全開すると）、ステップＳ１１３で第１の水中ポンプ１２に逆回転指令を出し、ステップＳ１１４で第１の水中ポンプ１２を逆回転で運転する。図４（ｂ）に示すように、正回転中の第２の水中ポンプ１３から吐出流の一部を逆流させた水がポンプ間連通管３、ポンプ間電動仕切弁４を通して第１の水中ポンプ１２に供給される。従って、図４（ｂ）に示すように、第１の水中ポンプ１２の逆回転で吸込口２１側へ向かって大きな水流が発生するため、第１の水中ポンプ１２の羽根車等に絡まった塵埃の除去能力が向上する。すなわち、羽根車の逆回転で羽根車に絡んだ塵埃を緩め、大きな水流で塵埃を除去することが可能となる。また、第１の水中ポンプ１２のフラップ弁２５は閉じているが、ポンプ間連通管３、ポンプ間電動仕切弁４（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水連通管５、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６）により第１の水中ポンプ１２の閉塞運転が避けられるので、第１の水中ポンプ１２の損傷を回避できる。

【0032】

その後、ステップＳ１１５でタイマーＴ１で数秒程度カウントした後、ステップＳ１１６で第１の水中ポンプ１２を停止する。すなわち、第１の水中ポンプ１２の逆回転を数秒程度行った後、第１の水中ポンプ１２を停止する。ステップＳ１１８でタイマーＴ２で１０秒程度カウントした後、ステップＳ１１９でポンプ間電動仕切弁４に閉指令を出す。（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６に閉指令を出す。）ステップＳ１２０でポンプ間電動仕切弁４が全閉すると（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６が全閉すると）、ステップＳ１２１で第１の水中ポンプ１２に正回転指令を出し、ステップＳ１２２で第１の水中ポンプ１２を正回転する。図４（ｃ）に示すように、第１の水中ポンプ１２の吸込口２１から吐出口２２に向かって水が流れフラップ弁２５が開く。ステップＳ１２３で電流計測装置１７で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％未満（又は、設定電流値）であることが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されたと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を継続する。ステップＳ１２９でタイマーＴ３で１０秒程度カウントした後、ステップＳ１３０で第２の水中ポンプ１３の正回転の運転指令とのＡＮＤ条件で、ステップＳ１２７で第２の水中ポンプ１３の停止指令を出し、ステップＳ１２８で第２の水中ポンプ１３を停止して、一連の塵埃除去動作が完了する。

【0033】

しかし、ステップＳ１２３で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されていないと判断し、ステップＳ１２４で第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を停止する。その後、前記したステップＳ１１１からステップＳ１２３の二回目の塵埃除去動作（ポンプ間電動仕切弁４が全開（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６が全開）、第２の水中ポンプ１３が正回転、第１の水中ポンプ１２が逆回転、第１の水中ポンプ１２が停止、ポンプ間電動仕切弁４が全閉（ポンプゲート２００においては、さらに、第１の水中ポンプ１２の外水用電動仕切弁６が全閉）、第１の水中ポンプ１２が正回転）を繰り返す。ステップＳ１２３で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％未満（又は、設定電流値）であることが検出されると、第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されたと判断し、第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を継続し、ステップＳ１２８で第２の水中ポンプ１３を停止して、一連の塵埃除去動作が完了する。

【0034】

しかし、テップＳ１２３で第１の水中ポンプ１２の入力電流が定格電流の１０５％（又は、設定電流値）を超えたことが検出されると、二回の塵埃除去動作を行っても第１の水中ポンプ１２の塵埃が除去されていないと判断し、ステップＳ１２４で第１の水中ポンプ１２の正回転の運転を停止する。その後、ステップＳ１０９、ステップＳ１１７で、塵埃の除去が不可能と判断し,重故障表示が水中ポンプ制御装置１６に表示される。この重故障表示が出ると、塵芥除去機能付ポンプゲート１の運転管理者は、ゲート１１を上に移動し、人力によって第１の水中ポンプ１２に絡まった塵埃を除去する。上記した運転方法では、第１の水中ポンプ１２に塵埃が絡まった場合について説明したが、第２の水中ポンプ１３に塵埃が絡まった場合も第２の水中ポンプ１３の塵埃除去動作が上記運転方法と同様に行われる。

【0035】

〔その他の実施の形態〕
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。例えば、前述した実施の形態では、水中ポンプが横軸水中ポンプであるが、軸流ポンプ、斜流ポンプ、渦巻斜流ポンプ、縦軸水中ポンプであってもよい。また、水中ポンプの台数は２台の実施例について説明したが、水中ポンプの台数は２台に限定されるものではなく、２台以上であればよい。また、前述した実施例では、２台の水中ポンプは、ゲートの同一の高さ位置に設けられているが、水中ポンプの高さ位置は異なる高さ位置であってもよい。さらに、検出装置は電流計測装置に限定されるものではなく、電動機の入力電流、負荷トルク、騒音、及び振動のうちの少なくとも一つを検出するための少なくとも一つの検出装置を設け、その検出値によって、ポンプ間電動仕切弁４、外水用電動仕切弁６、６の開閉、水中ポンプ１２、１３各々の起動、停止を制御してもよい。騒音、及び振動は、電動機ではなく、水中ポンプ、ゲート等の機器、又は周辺地域に設置したセンサーで検知した検出値であっても良い。更に、水中ポンプ１２、１３の起動、停止の制御回数は２回に限定されるものではなく、使用する電動機の特性に合わせて１回もしくは２回以上であってもよい。

【符号の説明】

【0036】

１、１００、２００…塵芥除去機能付ポンプゲート
１１…ゲート
１２…水中ポンプ（第１の水中ポンプ）
１３…水中ポンプ（第２の水中ポンプ）
１４…水路
１４１…底面
１４２…外水
１５…スクリーン
１６…水中ポンプ制御装置
１７…電流計測装置（検出装置）
２…ケーシング
２１…吸込口
２２…吐出口
２２Ａ…内周面
２３…電動機
２４…羽根車
２５…フラップ弁
３…ポンプ間連通管
４…ポンプ間電動仕切弁
５…外水連通管
５１…先端開口部
６…外水用電動仕切弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】