JP2005155017A - フラッシュゲート - Google Patents

Abstract

【課題】 底部が平坦な水路に設置しても、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動時に、弁体による流体抵抗を軽減して土砂等の固形異物も速やかに下流側に搬送可能なフラッシュゲートを提供する。
【解決手段】 下端部が水路の底部近傍でゲート部に枢着され、水路を閉塞する起立止水姿勢と水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体２と、フロートが設置され、起立止水姿勢で水路の水が流入し、転倒姿勢で排出されるフロート室２０と、フロートに連動してフラッシュ実行水位に達すると保持部３０を解除して転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３を備え、転倒姿勢において水路の底面に対して弁体の対向面が面一となるように弁体を構成するとともに、フロート室２０を、弁体２の裏面に沿って水の通流を許容しながらフロートを保護するバースクリーン２１Ａや多孔板でなる保護機構２１で構成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、河川、下水配管、用水路などを定期的にフラッシュ洗浄するフラッシュゲートに関する。

従来より、河川、下水配管、用水路などを定期的にフラッシュ洗浄するフラッシュゲートが知られている。例えば、特許文献１には、基部が水路の底部に枢着された起立・転倒自在な堰板と、堤防上に設置された巻上装置とを備え、前記巻上装置によって起立状態に支持された堰板が、水位の一定以上の上昇によって転倒させられるとともに、転倒によって水路の水位が所定の起立水位まで低下したときは巻上装置を作動させて再度起立させられるように構成された転倒堰において、前記堰板に水路の水が流入する水タンクを設けるとともに、該水タンクには、水タンクの横断面積と同等以上の面積を有する上向きの開口を形成することにより、転倒時には堰板の重量を大きくして、確実かつ迅速に倒伏させることができるとともに、該倒伏によって迅速に重量を低減することが可能となり、放水後に迅速に再起立させ、貯水を再開することのできるものが提案されている。

上述した特許文献１等に記載された技術によれば、転倒した堰板を再度起立させるための巻上装置や堰板支持ワイヤなどの部品が必要とされ、構造が複雑になるばかりか、電源設備が整備されていない地域、場所では稼動できないという問題があり、本願出願人は先に人力や電動機などの動力を必要とする巻上装置を使用せずに、起立止水姿勢にある弁体を自律的に転倒させてフラッシュ洗浄を行ない、洗浄後に弁体を起立止水姿勢に自律的に復帰させるフラッシュゲートとして、図９に示すように、基部ａが水路ｂの底部で枢着され、前記水路ｂを閉塞する起立止水姿勢と前記水路ｂを開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体ｃと、前記水路ｂの水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢をロック機構（保持部）により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記弁体ｃに設けたフロート室ｇのフロートｆに連動して前記ロック機構を解除して、前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構ｄと、基部ａの揺動軸心周りに配置された弾性部材と、中央のフロート室ｇの左右側方に設けたバランスウェイト室の内部を上下に移動可能なバランスウェイトｗを備え、転倒姿勢にある前記弁体を前記起立止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構ｅを備えたフラッシュゲートを出願している（特願２００３−０９８４３２号）。

ここに、バランスウェイトｗは弁体が転倒姿勢にあるときに水路の水が下流側に流出するまで転倒姿勢を維持するとともに、弁体が自律復帰する際に、揺動軸側に移動することで弾性部材による弁体の起立止水姿勢への復帰付勢を促進する働きを有するものである。
特開２００１−１３１９４５号公報

従来の転倒式のフラッシュゲートは、転倒姿勢に移行した弁体が上流側水路の底面より低くなるように、フラッシュゲートを上流側水路の底部より下流側水路の底部が低くなる段差部に設置し、弁体の揺動軸心が上流側水路の底部よりも低い位置に配置されるように構成したり、段差部が形成されていない管路等にフラッシュゲートを設置する場合に、ゲートの下流側底面を掘削して凹部を形成し、転倒姿勢にある弁体が凹部に収容されるように構成していたが、段差部下流側や凹部に土砂が堆積して、弁体の開閉動作に支障が生じる虞があるばかりでなく、凹部の掘削作業など設置時間とコストを要するという問題もあった。

一方、段差部の無い河川や管路に凹部を形成すること無く平坦な底部にフラッシュゲートを設置すると、弁体の転倒姿勢への傾動に伴ない下流側に流出する水の流れの中に弁体が位置するために、弁体が流れを妨げ、上流側の底部に堆積している土砂等の固形物の搬送力も弱くなるという不都合がある。特に、弁体に上述したフロート室やバランスウェート室を備えたフラッシュゲートでは、弁体の厚みが増すことにより流体抵抗が増すという不都合が想定される。

本発明の目的は、上述の問題に鑑み、底部が平坦な水路に設置しても、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動時に、弁体による流体抵抗を軽減して土砂等の固形異物も速やかに下流側に搬送可能なフラッシュゲートを提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるフラッシュゲートの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、下端部が水路の底部または底部近傍でゲート部に枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、フロートが設置され、前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路の水が流入し、流入した水が前記転倒姿勢で排出されるフロート室と、前記フロートにより検知される前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部で維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構を備えてなるフラッシュゲートであって、前記転倒姿勢において前記水路の底面に対して前記弁体の対向面が面一となるように前記弁体を構成するとともに、前記フロート室を、前記弁体の裏面に沿って水の通流を許容しながら前記フロートを保護する保護機構で構成してある点にある。

上述の構成によれば、転倒姿勢で水路の底面に対して弁体の対向面が面一に転倒するため、水の通流方向において弁体の厚みによる流体抵抗を低減することができ、しかも、フロート室を、弁体の裏面に沿って水の通流を許容するとともに、通流する水とともに流下する固形異物のフロートへの衝突による破損を防止する保護機構で構成することにより、信頼性、安全性を確保しながらも流体抵抗を軽減して土砂等の固形異物も速やかに下流側に搬送することが可能になる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記保護機構が前記フロートを覆うバースクリーンで構成されている点にある。

第一の特徴構成による保護機構の具体的構成としてバースクリーンを採用することができ、このように構成することにより、弁体の転倒姿勢において流体抵抗を大幅に軽減することが可能となる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記保護機構が、前記転倒姿勢において底部側の開口が上部側の開口より大に形成された多孔板を備えて構成されている点にある。

転倒姿勢においてフロート室の底面による流体抵抗を軽減させるために、上流側の水が通流可能な開口部を形成する場合、水中に浮遊する紐などの長尺物がフロート室に流入すると、長尺物がフロートに絡み付いて動作不良に繋がる虞がある。そこで、第一の特徴構成による保護機構の具体的構成として、底部側の開口が上部側の開口より大に形成された多孔板を採用することにより、底部側の大径の開口からは、土砂等の異物を含む水を通流させ、上部側の小径の開口からは、浮遊する長尺物のフロート室への流入を防止しながら水の通流を許容することができるのである。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記転倒姿勢において前記水路の底面に対して前記弁体の左右対向面が面一となるように構成するとともに、前記弁体の中央対向面と前記水路の底面との間に通流可能な凹部を設けてある点にあり、このように構成することにより、水路の底面と弁体との間に流路が構成されるので、底部に堆積している土砂等を容易に下流側に通流させることができるようになる。

同第５の特徴構成は、同請求項五に記載した通り、下端部が水路の底部または底部近傍でゲート部に枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、フロートが設置され、前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路の水が流入し、流入した水が前記転倒姿勢で排出されるフロート室と、前記フロートにより検知される前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部で維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構と、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体を自律復帰する姿勢復帰機構と、前記弁体の上下方向に移動可能で、前記姿勢復帰機構による姿勢復帰力を増大させるバランスウェイトを収容するバランスウェイト室を備えたフラッシュゲートであって、前記転倒姿勢において前記水路の底面に対して前記弁体の対向面が面一となるように前記弁体を構成するとともに、前記フロート室と前記バランスウェイト室を前記弁体の裏面左右側方に設け、前記姿勢切替機構を前記フロート室と前記バランスウェイト室に亘って横設し、前記弁体と前記フロート室との間に通流可能な空間を設けてある点にある。

転倒姿勢で水路の底面に対して弁体の対向面が面一に転倒するため、水の通流方向において弁体の厚みによる流体抵抗を低減することができ、しかも、姿勢切替機構をフロート室とバランスウェイト室に亘って横設し、弁体とフロート室との間に通流可能な空間を設けることで、弁体が転倒姿勢に移行した時に、前記空間を介して土砂の混ざった水がスムーズに下流側に通流可能となるのである。

以上説明した通り、本発明によれば、底部が平坦な水路に設置しても、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動時に、弁体による流体抵抗を軽減して土砂等の固形異物も速やかに下流側に搬送可能なフラッシュゲートを提供することができるようになった。

以下に本発明によるフラッシュゲートの実施の形態を図１から図７に基づいて説明する。図１から図４に示すように、フラッシュゲート１は、上流側下水管８Ａと下流側下水管８Ｂの会合部に設置され、下端部に設けた軸部９が水路８の底部または底部近傍でゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図４において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図４において破線で示される）との間で軸心Ｐ周りに揺動自在な金属製の薄板でなる弁体２と、フロート３１が設置され、前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路８の水が流入し、流入した水が前記転倒姿勢で排出されるフロート室２０と、前記フロート３１により検知される前記水路８の上流側水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０で維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３を備えて構成される。

図２から図４に示すように、前記起立止水姿勢において、前記弁体２の下端部に、前記水路８の底部に形成され、底部の移動軌跡に沿った凹部８Ｃと水密に接触するシール部材２ａを取り付けるとともに、図１に示すように、水路８の上流側対向面の幅方向両端部が前記門柱７Ａに配されたシール面７ａに水密に接当することで、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。

図１、図２及び図５に示すように、前記弁体２の上流対抗面にはフロート室２０が設けられ、前記起立止水姿勢において水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において水が流出するように構成されるとともに、前記フロート室２０の左右端部側に弁体２の揺動に伴なって上下に移動可能なバランスウェイト４２を備えたバランスウェイト室２５が設けられている。

前記フラッシュゲートには、前記転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構４を備えている。前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２の揺動軸心Ｐ周りに配置され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するようにスプリングケース４１内に捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記スプリング４０による前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させるように前記バランスウェイト室２５内を移動するバランスウェイト４２で構成され、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴ってつる巻きスプリング４０に蓄積された弾性エネルギーにより、前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢に前記弁体２を自律復帰するように構成される。

前記姿勢切替機構３は、図１及び図２に示すように、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は、前記フロート室２０に水位に連動して上下移動可能に収容され、前記フロート棒３１を介してケース３５に設置された前記係脱機構３３に連結されている。

前記係脱機構３３は、前記弁体２のフロート室２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され略水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。

前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリングを介して内挿され、前記スプリングの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。

前記弁体２が前記起立止水姿勢にあるときに、前記フロート室２０への水の流入に伴って前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。

このとき、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として付加され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢に移行し、図４に示すように、前記水路８が下流側に開放されてフラッシュ洗浄が行なわれる。前記バランスウェイト室２５の弁体２側面は傾斜しており、前記バランスウェイト室２５の下部（前記弁体２の下端側）に位置していたバランスウェイト４１が前記傾斜面に沿って上部（前記弁体２の上端側）に転動して先端側に重心移動することで、上流側に蓄積された水が下流側に通流するまで転倒姿勢が維持される。

図４及び図５に示すように、前記転倒姿勢において前記水路８の底面に対して前記弁体２の対向面が面一となるように前記弁体２の底部対向面を平坦に構成されるとともに、前記フロート室２０が、前記弁体２の裏面に沿って水の通流を許容しながら前記フロート３１を保護する保護機構２１で構成される。従って、前記転倒姿勢で水路８の底面に対して弁体２の対向面が面一に転倒するため、水の通流方向において前記弁体２の厚みによる流体抵抗を低減することができ、しかも、フロート室２０を、弁体の裏面に沿って水の通流を許容するとともに、通流する水とともに流下する固形異物のフロート３１への衝突による破損を防止する保護機構２１で構成することにより、信頼性、安全性を確保しながらも流体抵抗を軽減して土砂等の固形異物も速やかに下流側に搬送することが可能になる。

詳述すると、図５に示すように、前記保護機構２１としてバースクリーン２１Ａを採用することができ、このように構成することにより、弁体の転倒姿勢において流体抵抗を大幅に軽減することが可能となる。また、バースクリーン２１Ａに代えて金属メッシュで構成することができる。更には、図６に示すように、フロート室２０の底部に、前記転倒姿勢において水路の底部側の開口が上部側の開口より大に形成されたパンチングメタルなどの多孔板２１Ｂを備えて構成するものであってもよい。この場合には、底部側の大径の開口からは、土砂等の異物を含む水を通流させ、上部側の小径の開口からは、浮遊する紐などの長尺物のフロート室２０への流入を防止しながら水の通流を許容することができる。

フラッシュ洗浄の終了により前記弁体２に付加されていた転倒付勢力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体２の自重と転倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４１の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。

前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４１が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持される。

以下、別実施形態を説明する。上述した保護機構２１に代えて、またはその保護機構２１に加えて、図７に示すように、前記転倒姿勢において前記水路８の底面に対して前記弁体２の左右対向面が面一となるように構成するとともに、前記弁体２の中央対向面と前記水路８の底面との間に通流可能な凹部２１Ｃを設けるものであってもよく、このように構成することにより水路８の底面と前記弁体２との間に形成される流路から、底部に堆積している土砂等を容易に下流側に通流させることができるようになる。この場合には、フロート室２０の上流側対向面に複数の開口２０Ａを形成することにより起立止水姿勢で上流側の水がフロート室２０流入するように構成すればよい。

また、図８に示すように、前記転倒姿勢において前記水路８の底面に対して前記弁体２の対向面が面一となるように前記弁体２を構成するとともに、前記フロート室２０と前記バランスウェイト室２５を前記弁体２の上流側対向面の左右側方に分散して設け、前記姿勢切替機構３のうち係脱機構３３を収容したケース３５を前記フロート室２０と前記バランスウェイト室２５に亘って横設し、前記弁体２と前記フロート室２０との間に通流可能な空間を設けてもよい。この場合には、転倒姿勢で水路８の底面に対して弁体２の対向面が面一に転倒するため、水の通流方向において弁体の厚みによる流体抵抗を低減することができ、しかも、姿勢切替機構をフロート室２０とバランスウェイト室２５に亘って横設し、弁体２とフロート室との間に通流可能な空間を設けることで、弁体２が転倒姿勢に移行した時に、前記空間を介して土砂の混ざった水がスムーズに下流側に通流可能となるのである。

上述した何れの実施形態も本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する限りにおいて、形状、材料、構造など適宜変更して構成することが可能である。

フラッシュゲートの平面図 フラッシュゲートの下流側から見た正面図 弁体が起立止水姿勢にあるフラッシュゲートの側断面図 弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図 弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図 別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図 別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図 別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図 従来例を示し、弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図

符号の説明

１：フラッシュゲート
２：弁体
３：姿勢切替機構
４：姿勢復帰機構
２０：フロート室
２１：保護機構
２５：バランスウェイト室
３０：保持部
３１：フロート
４０：バランスウェイト

Claims (5)

1. 下端部が水路の底部または底部近傍でゲート部に枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、フロートが設置され、前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路の水が流入し、流入した水が前記転倒姿勢で排出されるフロート室と、前記フロートにより検知される前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部で維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構を備えてなるフラッシュゲートであって、
   前記転倒姿勢において前記水路の底面に対して前記弁体の対向面が面一となるように前記弁体を構成するとともに、前記フロート室を、前記弁体の裏面に沿って水の通流を許容しながら前記フロートを保護する保護機構で構成してあるフラッシュゲート。
2. 前記保護機構が前記フロートを覆うバースクリーンで構成されている請求項１記載のフラッシュゲート。
3. 前記保護機構が、前記転倒姿勢において底部側の開口が上部側の開口より大に形成された多孔板を備えて構成されている請求項１記載のフラッシュゲート。
4. 前記転倒姿勢において前記水路の底面に対して前記弁体の左右対向面が面一となるように構成するとともに、前記弁体の中央対向面と前記水路の底面との間に通流可能な凹部を設けてある請求項１から３の何れかに記載のフラッシュゲート。
5. 下端部が水路の底部または底部近傍でゲート部に枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、フロートが設置され、前記起立止水姿勢及び前記転倒姿勢への傾動の過程で前記水路の水が流入し、流入した水が前記転倒姿勢で排出されるフロート室と、前記フロートにより検知される前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部で維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構と、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体を自律復帰する姿勢復帰機構と、前記弁体の上下方向に移動可能で、前記姿勢復帰機構による姿勢復帰力を増大させるバランスウェイトを収容するバランスウェイト室を備えたフラッシュゲートであって、
   前記転倒姿勢において前記水路の底面に対して前記弁体の対向面が面一となるように前記弁体を構成するとともに、前記フロート室と前記バランスウェイト室を前記弁体の裏面左右側方に設け、前記姿勢切替機構を前記フロート室と前記バランスウェイト室に亘って横設し、前記弁体と前記フロート室との間に通流可能な空間を設けてあるフラッシュゲート。

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