JP2005200973A - フラップゲートの開閉管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樋門や樋管内への土砂・塵芥の堆積を防止できるとともに、流木・塵芥類の噛み込みによる閉塞障害を迅速に復旧させることができ、また、水位の急激な変動にも迅速に対応可能なるフラップゲートの開閉管理装置を提供すること。
【解決手段】扉体１の開閉方向に回動可能な扉体開放アーム２１を設け、この扉体開放アーム２１を扉体１の排水口側から当接させ開方向に回動させることにより、扉体を強制的に開放可能とした。扉体開放アーム２１は、油圧シリンダー２２の伸縮作動によって回動させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、樋門、樋管等に逆流防止を目的として設置されるフラップゲートの開閉管理装置に関するものである。

樋門、樋管等に逆流防止を目的として設置されるフラップゲートの典型的な構成を図１２に示す。図１２（ａ）はフラップゲートの全閉状態を示し、図１２（ｂ）はフラップゲートの開放状態を示している。

図１２に示すフラップゲートでは、扉体１の上部がヒンジ機構２を介して樋管１０の排水口上部に支持されており、これによって、扉体１がヒンジ機構２を支点として揺動可能となっている。

このような構成において、図１３（ａ）に示すように、河川堤防１３に設けられた樋管１０内の水位Ａが河川側水路１１の水位Ｂより高い場合、扉体１は樋管１０側の水圧に押されて開放状態となり、樋管１０側からの排水を行う。一方、図１３（ｂ）に示すように、河川１２に連なる河川側水路１１の水位Ｂが樋管１０内の水位Ａより高い場合、扉体１は河川１２側の水圧に押されて全閉状態となり、河川１２から樋管１０内への河川水の逆流を防止する。なお、図１４に示すように、扉体１の樋管１０側の面には水密ゴム４が水密ゴム取付金具４ａによって取り付けられており、上述の全閉状態では、扉体１の水密ゴム４が樋管１０の排水口周囲に設けられた戸当金物３に当接し密着するので、河川水の逆流が確実に防止される。

しかし、上述の従来のフラップゲートにおいては、自重によって扉体１が樋管１０を常時閉塞するように作用するため、図１５（ａ）に示すように、樋管１０内の水位Ａが低い場合、河川側水路１１の水位Ｂが低かったとしても扉体１は十分に開放されないため、樋管１０内に土砂・塵芥１４が堆積しやすいという問題があった。また、図１５（ｂ）に示すように、扉体１と戸当金物３との間に流木１５等が噛み込まれた場合、扉体１を完全に閉じることができず、樋管１０内への河川水の逆流が発生するという問題があった。さらに、河川堤防１３に設置される樋管１０のフラップゲートの場合、上述のような扉体１の閉塞障害が発生した場合、その障害復旧の対応が困難であるという問題があった。

これに対して、特許文献１には、扉体の両側部に、戸当金物と当接したまま摺動する水密ゴムを設けることによって、塵芥類が扉体の両側部に噛み込まれることなく扉体の下方に流れるようにしたフラップゲートが開示されている。

しかし、特許文献１のフラップゲートでは、扉体の両側部における塵芥類の噛み込みは防止されるものの、扉体の下部における塵芥類の噛み込みによる閉塞障害の問題や樋管内への土砂・塵芥の堆積の問題は未解決のままである。

これに対して、特許文献２には、必要に応じて扉体を強制的に開閉できるようにしたフラップゲートが開示されており、上述の問題を解決するために特許文献２の強制開閉機構を利用することが考えられる。

しかし、特許文献２の強制開閉機構では、全閉状態及び全開状態において扉体の位置が拘束されてしまうため、全閉状態又は全開状態にセットした後に、水位が急激に変動した場合に扉体の開閉を速やかに行うことができないという問題がある。例えば、全閉状態にセットした後に樋管側の水位が急激に上昇した場合、扉体を開放する必要があるが、特許文献２の強制開閉機構では速やかに扉体を開放することができない。
特開２００２−１０５９３４号公報 特開２００１−３４８８４７号公報

本発明が解決しようとする課題は、樋門や樋管内への土砂・塵芥の堆積を防止できるとともに、流木・塵芥類の噛み込みによる閉塞障害を迅速に復旧させることができ、また、水位の急激な変動にも迅速に対応可能なるフラップゲートの開閉管理装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、河川水位が低く樋管への逆流が発生する心配がない場合は、扉体を開放状態に維持して樋管の通常時の排水状態を改善し、河川水位が上昇した場合は、開放状態を解除して扉体の自由な閉塞・開放作動を可能とし、かつ、扉体と戸当金物間に流木・塵芥類が噛み込んだ場合は、任意操作によって強制的に扉体を開放作動させ噛み込んだ流木・塵芥を流水により取り除いて障害復旧を行うようにしたものである。また、本発明では、扉体の開放方向への作動には制限を設けず、扉体は、水位変動により常に開放可能になっている。

すなわち、本発明のフラップゲートの開閉管理装置は、扉体の上部を支点にして扉体を揺動させ排水口を開閉するフラップゲートの開閉管理装置であって、扉体の開閉方向に回動可能な扉体開放アームを有し、この扉体開放アームを扉体の排水口側から当接させ開方向に回動させることにより、扉体を強制的に開放可能としたことを特徴とするものである。

また、本発明では、扉体開放アームを油圧シリンダーの伸縮作動によって回動させるようにするとともに、シリンダーの一方の油口から、下流側水位によって昇降するフロートにより開閉する切替弁を介して他方の油口につながる油圧回路を設け、フロートが下降している場合は、切替弁が閉鎖されて油圧シリンダーの伸縮状態が保持され、フロートが上昇した場合は、切替弁が開放されて油圧シリンダーの伸縮が自在になるようにすることができる。

上記の構成において、油圧シリンダーの内部にスプリングを設け、このスプリングが、扉体開放アームを閉方向に回動させるような油圧シリンダーの伸縮方向に力を作用させるようにすることもできる。

本発明では、河川水位が低く樋門や樋管への逆流が発生する心配がない場合は、扉体開放アームによって扉体を強制的に開放状態とすることによって、自然排水が円滑に行われるので、樋門や樋管内に土砂・塵芥が堆積しにくくなる。

また、河川が増水し、一定の水位に達した場合、フロートの上昇によって強制的な開放状態の保持を解除し通常の自動開閉状態に戻すことができる。

さらに、扉体開放アームは扉体の排水口側（上流側）から当接するだけであるので、扉体開放アームによって扉体が強制的に開放状態に設定されているか否かに拘わらず、扉体は開放方向へは常に揺動可能であり、樋門や樋管の水位が急激に上昇したとしても迅速に開放して排水することができる。

また、扉体と戸当金物との間に流木・塵芥類が噛み込み、不完全な閉塞状態となった場合であっても、扉体開放アームによって扉体を強制的に開放させ、噛み込まれた流木・塵芥類を流水により除去することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明する。

図１は、本発明に係るフラップゲートの開閉管理装置の要部を示す斜視図である。同図において、フラップゲートを構成する扉体１は、その上部がヒンジ機構２を介して樋管１０の排水口上部に支持されており、これによって、扉体２がヒンジ機構２を支点として揺動し樋管１０の排水口を開閉するようになっている。

本実施例のフラップゲートの開閉管理装置においては、戸当金物３の下流側の水路側壁１１ａに駆動装置室２０が設けられている。

図２は、駆動装置室２０内の構成を示す拡大斜視図である。同図に示すように、駆動装置室２０内には、両ロッド式の油圧シリンダー２２が駆動装置室２０に固定したシリンダー軸受２５に揺動自在に支持されている。

図３は、油圧シリンダー２２の内部構造を示す断面図である。同図に示すように、油圧シリンダー２２は、前方油口２２ａと後方油口２２ｂの二つの油口を有し、後方湯口２２ｂ側にはスプリング２２ｃが内蔵されている。このスプリング２２ｃは、シリンダーロッド２２ｄを前方に向けて伸作動させる方向のスプリング力を作用させている。

図４は、油圧シリンダー２２の作動機構を示す側面図である。同図に示すように、シリンダーロッド２２ｄの先端には駆動アーム２３が連結ピン２７によって連結されている。駆動アーム２３は、駆動軸受２６に支持された駆動軸２４に固定されており、油圧シリンダー２２の伸縮作動により駆動アーム２３を介して駆動軸２４を回転させ、駆動軸２４に取り付けられた扉体開放アーム２１に回転駆動力を伝達するようになっている。すなわち、図４（ａ）に示すように油圧シリンダー２２が縮作動すると、扉体開放アーム２１は扉体１の開方向に回動し、逆に図４（ｂ）に示すように油圧シリンダー２２が伸作動すると、扉体開放アーム２１は扉体１の閉方向に回動する。

扉体開放アーム２１は、図１に示すように、扉体１に取り付けられた扉体ローラー支持金物１ｂに連結された扉体ローラー１ａに、扉体１の排水口側（上流側）から当接するように配置されている。そして、上述のように油圧シリンダー２２を縮作動させて扉体開放アーム２１を開方向に回動させることにより、扉体１が傾斜して開放状態となる。このとき、扉体１は扉体開放アーム２１によって排水口側（上流側）から持ち上げられているだけであるため、扉体１は上流側水圧によりさらに開放されることができる。

図１（ａ）に示すように、水路側壁１１ａには、駆動装置室２０のほかにフロート室３０が設けられ、内部に水路側水位を検出するフロート３１が設置されている。フロート３１は、後述する油圧回路の第１切替弁を開閉させるものである。なお、図１（ｂ）に示すように、水路側壁１１ａに設けた駆動装置室２０とフロート室３０は、使用時は駆動装置室蓋２０ａとフロート室蓋３０ａによってそれぞれカバーされている。また、フロート室蓋３０ａの下部には、フロート室３０へ河川水を導入するためのフロート室取水口３０ｂが設けられている。

図５は、油圧シリンダーを作動させる油圧回路の回路構成図である。同図に示す油圧回路では、油圧シリンダー２２の前方油口２２ａから、第１切替弁３２、絞り弁３３、逆止弁３４、及び、第２切替弁３５を経由して油圧シリンダー２２の後方油口２２ｂにつながる回路が形成されている。第１切替弁３２は、フロート３１に固定されているフロート吊棒３１ａにレバー３１ｂを介して連結されており、第１切替弁３２は、フロート３１が所定位置より上昇するとレバー３１ｂの作動によって開放され、フロート３１が所定位置より下降すると閉鎖されるようになっている。また、油圧シリンダー２２には、上記の第２切替弁３５と第３切替弁３６と方向制御弁３７と油圧ポンプ３８とからなる油圧ユニット３９が接続されている。第２切替弁３５は通常は開状態に設定され、第３切替弁３６は通常は閉状態に設定されている。

以下、上述の構成を有するフラップゲートの開閉管理装置の動作について説明する。

図６は、扉体を強制的に開放させた自然排水状態を示す。河川側水位Ｂが所定水位以下、つまり樋管１０側に逆流を発生させる心配がない水位、又は逆流が発生しても問題にならない水位以下の場合、扉体開放ア−ム２１によって扉体１を開放状態に保持する。図７には、扉体１を強制的に開放作動させるときの油圧回路の状態を示す。図７に示すようにフロート３１が下降して第１切替弁３２が閉鎖されている場合は、油圧ユニット３９内の第３切替弁３６を閉鎖した上で、方向制御弁３７を操作して作動油が油圧シリンダー２２の前方油口２２ａに流れるようにし、油圧ポンプ３８を操作して作動油を送る。すなわち、作動油は、図７中に記号アで示す経路で油圧シリンダー２２の前方油口２２ａに流れ込み、これによって、油圧シリンダー２２は内部のスプリング２２ｃを圧縮しながら縮作動し、駆動アーム２３及び駆動軸２４（図４参照）を介して扉体開放アーム２１が開方向に回転し、扉体１を図６の状態まで開放させる。油圧ポンプ３８の操作を停止した後も開放状態は、フロート３１が上昇して第１切替弁３２が開放されるまで保持される。この扉体１の開放保持により、樋管側水位Ａが低い場合でも円滑な自然排水状態が確保され、樋管１０内に土砂や塵芥の堆積が発生しにくくなる。

また、河川側水位Ｂが高く、扉体１と戸当金物２の間に流木や塵芥類が噛み込み逆流が発生している場合にも、扉体１を強制開放させて噛み込んだ流木・塵芥類を流水によって除去する操作ができる。このときには河川側水位Ｂによってフロート３１が上昇し、第１切替弁３２が開放されている状態が想定される。この場合、第２切替弁３５も閉鎖した上で上述の操作を行い、扉体１を強制開放させる。流木・塵芥類が除去された後、第２切替弁３５を開放すると、扉体１に発生する水圧並びに油圧シリンダー２２のスプリング２２ｃの力によって扉体１は閉作動し、河川から樋管への逆流を止める。

図８は、樋管側水位Ａが上昇した場合の排水状態を示す。樋管側水位Ａが上昇した場合、樋管側水位Ａが河川側水位Ｂよりも高い限りにおいては、扉体開放アーム２１の位置に拘わらず、扉体１は開放方向へは常に揺動可能である。したがって、図８に示すように、樋管側水位Ａが上昇した場合、扉体１が扉体開放アーム２１による強制開放位置よりも大きく開放し、迅速な排水が可能となる。

図９は、河川側水位Ｂが上昇した場合の扉体１の状態を示す。また、図１０には、このときの油圧回路の状態を示す。河川側水位Ｂが上昇するとフロート３１が上昇し、図１０に示すようにフロート吊棒３１ａを介しレバー３１ｂが動いて第１切替弁３２が開放される。このとき、油圧ユニット３９の第２切替弁３５は開放、第３切替弁３６は閉鎖状態に設定されている。したがって、第１切替弁３２が開放されると逆止弁３４により、作動油は、図１０中の記号イの方向にのみ流れることができるようになる。これは、油圧シリンダー２２の前方油室２２aから後方油室２２ｂへの作動油の流れとなり、油圧シリンダー２２内のスプリング２２ｃの力によって油圧シリンダー２２は伸作動する。これによって、扉体開放アーム２１は閉方向に回動し、扉体１が自由に開閉可能となる。

なお、フロート３１が上昇したか否かに拘わらず、扉体開放アーム２１による扉体１の強制開放状態を解除させる場合、油圧ユニット３９内の第３切替弁３６を開放させる。これによって、フロート３１が上昇せず第１切替弁３２が閉鎖されている場合であっても作動油は図１１中の記号ウに示す方向で油圧シリンダー２２の前方油口２２ａから後方油口２２ｂへ流れることが可能となるため、スプリング２２ｃの力によって油圧シリンダー２２が伸作動し、扉体回転ア−ム２１が閉方向に回動し、扉体１が自由に閉鎖又は開放作動することが可能となる。

本発明は、防潮ゲート等の逆流防止目的のフラップゲートとして利用可能である。

本発明に係るフラップゲートの開閉管理装置の要部を示す斜視図である。 駆動装置室内の構成を示す拡大斜視図である。 油圧シリンダーの内部構造を示す断面図である。 油圧シリンダーの作動機構を示す側面図である。 油圧シリンダーを作動させる油圧回路の回路構成図である。 扉体を強制的に開放させた自然排水状態を示す側面図である。 図６の状態における油圧回路の状態を示す説明図である。 樋管側水位が上昇した場合の排水状態を示す側面図である。 河川側水位が上昇した場合の扉体の状態を示す側面図である。 図９の状態における油圧回路の状態を示す説明図である。 扉体の強制開放状態を解除するときの油圧回路の状態を示す説明図である。 従来のフラップゲートの典型的な構成を示す斜視図である。 従来のフラップゲートの開閉機構を示す側面図である。 フラップゲートの扉体の構成を示す斜視図である。 従来のフラップゲートの問題点を示す斜視図である。

符号の説明

１ 扉体
１ａ 扉体ローラー
１ｂ 扉体ローラー支持金物
２ ヒンジ機構
３ 戸当金物
４ 水密ゴム
４ａ 水密ゴム取付金具
１０ 樋管
１１ 河川側水路
１１ａ 水路側壁
１２ 河川
１３ 河川堤防
１４ 堆積した土砂・塵芥
１５ 流木
２０ 駆動装置室
２０ａ 駆動装置室蓋
２１ 扉体開放アーム
２２ 油圧シリンダー
２２ａ 前方油室
２２ｂ 後方油室
２２ｃ スプリング
２２ｄ シリンダーロッド
２３ 駆動アーム
２４ 駆動軸
２５ シリンダー軸受
２６ 駆動軸受
２７ 連結ピン
３０ フロート室
３０ａ フロート室蓋
３０ｂ フロート室取水口
３１ フロート
３１ａ フロート吊棒
３１ｂ レバー
３２ 第１切替弁
３３ 絞り弁
３４ 逆止弁
３５ 第２切替弁
３６ 第３切替弁
３７ 方向制御弁
３８ 油圧ポンプ
３９ 油圧ユニット

Claims (3)

1. 扉体の上部を支点にして扉体を揺動させ排水口を開閉するフラップゲートの開閉管理装置であって、
   扉体の開閉方向に回動可能な扉体開放アームを有し、この扉体開放アームを扉体の排水口側から当接させ開方向に回動させることにより、扉体を強制的に開放可能としたことを特徴とするフラップゲートの開閉管理装置。
2. 扉体開放アームを油圧シリンダーの伸縮作動によって回動させるようにするとともに、油圧シリンダーの一方の油口から、下流側水位によって昇降するフロートにより開閉する切替弁を介して他方の油口につながる油圧回路を設け、
   フロートが下降している場合は、切替弁が閉鎖されて油圧シリンダーの伸縮状態が保持され、フロートが上昇した場合は、切替弁が開放されて油圧シリンダーの伸縮が自在になる請求項１に記載のフラップゲートの開閉管理装置。
3. 油圧シリンダーの内部にスプリングを設け、このスプリングが、扉体開放アームを閉方向に回動させるような油圧シリンダーの伸縮方向に力を作用させるようにした請求項２に記載のフラップゲートの開閉管理装置。

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