JP2015105566A - フラップゲート - Google Patents

Abstract

【課題】外水の内水側への漏水が極めて少なく、かつ騒音も発生しにくく、水流も乱さないフラップゲートを提供する。
【解決手段】用水路１の排水口２に内外水方向に揺動自在に支持され、排水隙間Ｓを隔てて排水口２を内水方向に閉じる下揺動位置Ｄと、排水口２を外水方向に開く上揺動位置Ｕ１〜Ｕ３とに揺動自在な扉体７を備えたフラップゲートである。用水路１に設けられた支持桁３に内水側第１連結軸５で揺動自在に連結され、内水側第１連結軸５よりも外水側の上端部にバランスウェイト６が取付けられた内水側リンク４と、内水側リンク４の下端部に、内水側の上端部が内水側第２連結軸９で揺動自在に連結された扉体７と、扉体７の外水側の下部に設けられたフロート１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラップゲートに関する。

従来、図５に示すようなフラップゲート（オートゲート）がある。このフラップゲートの扉体３０は、用水路３１の排水口３２の上部の連結軸３３で、内外水方向に揺動自在に支持されている。そして、一定の排水隙間Ｓを隔てて排水口３２を内水方向に閉じる下揺動位置Ｄと、排水口３２を外水方向に開く上揺動位置Ｕとに揺動自在となっている。

この扉体３０は、バランスウェイト３４で下揺動方向に揺動されるようになっていて、扉体３０の内面の上半分にフロート３５を設けている。

このフラップゲートは、内水位が低い時は、排水隙間Ｓから内水排除を行うとともに、内水位が高くなると、内水の水流・水圧で扉体３０が外水方向に揺動することで、排水口３２から内水排除を行うようになっている。

一方、外水位が高くなった場合、排水隙間Ｓまたは排水口３２から外水が内水側に逆流して、フロート３５に達した時に、フロート３５の浮力で扉体３０が内水方向に揺動しながら排水口３２を全閉することで、外水の逆流を防止するようになっている。

特開２０００−３２８５４５号公報

しかしながら、背景技術では、逆流した外水によって内水位がフロート３５の浮力が作用する高さに達しないと、扉体３０が全閉しないから、逆流した外水の内水側への漏水が多いという問題がある。

また、扉体３０の重量による閉モーメントとバランスウェイト３４の重量による開モーメントとをバランスさせれば、扉体３０の揺動モーメントを小さくできる。しかし、抵抗モーメントも小さくなるので、波の影響で扉体３０がばたついて騒音が発生するという問題がある。

さらに、扉体３０の内面にフロート３５があるから、内水排除の際に、水流が乱されるという問題がある。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、外水の内水側への漏水が極めて少なく、かつ騒音も発生しにくく、水流も乱さないフラップゲートを提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、用水路の排水口の上部に内外水方向に揺動自在に支持され、一定の排水隙間を隔てて前記排水口を内水方向に閉じる下揺動位置と、前記排水口を外水方向に開く上揺動位置とに揺動自在な扉体を備えている。前記扉体は、バランスウェイトで下揺動方向に揺動されるフラップゲートである。前記用水路の上部に設けられ、前記排水口よりも外水側に突出する支持桁と、前記支持桁に内水側第１連結軸で揺動自在に連結され、前記内水側第１連結軸よりも外水側の上端部にバランスウェイトが取付けられた内水側リンクとを備えている。また、前記内水側リンクの下端部に、内水側の上端部が内水側第２連結軸で揺動自在に連結された前記扉体と、前記扉体の外水側の下部に設けられたフロートとを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、支持桁に内水側第１連結軸で内水側リンクを揺動自在に連結し、この内水側リンクの上端部にバランスウェイトを取付けるとともに、内水側リンクの下端部に、扉体の内水側の上端部を内水側第２連結軸で揺動自在に連結する。そして、扉体の外水側の下部にフロートを設けるものである。

したがって、内水位が低い場合でも、排水隙間から内水排除をスムーズに行うことができる。また、内水位が高くなると、内水の水流と水圧とで扉体が外水方向に揺動することで、排水口から内水排除をスムーズに行うことができる。

一方、外水位が高くなった場合、外水が扉体の下部のフロートに達した時に、フロートの浮力で扉体が斜め後方に揺動しながら排水口を全閉することで、外水位が低い段階から外水の逆流を迅速に防止することができる。したがって、外水の内水側への漏水が極めて少なくなる。

また、扉体は、内水側リンクの第１連結軸と第２連結軸とで斜め後上方に揺動しながら排水口を全閉し、フロートの浮力と相俟って外水の水流・水圧が作用する。したがって、上向きの分力が急激に大きくなり、抵抗モーメントが大きくなるので、波の影響で扉体がばたつきにくくなって、騒音が発生しにくくなる。

さらに、扉体の内面外面にフロートがあるから、内水排除の際に、水流が乱されなくなる。

前記支持桁に外水側第１連結軸で上端部の長穴が揺動自在に連結された外水側リンクが設けられ、この外水側リンクの下端部に、前記扉体の外水側の上端部が外水側第２連結軸で揺動自在に連結されている構成とすることができる。

この構成によれば、内水側リンクと外水側リンクとで平行リンクを構成しているから、扉体の下揺動位置および排水口の全閉時、内水側第２連結軸による扉体の外水側への揺動が外水側リンクで抑制される。したがって、扉体がよりばたつきにくくなって、騒音がより発生しにくくなる。また、外水側リンクの長穴を外水側第１連結軸で揺動自在に連結しているから、扉体が外水方向に最大揺動する際の支障にならなくなる。

前記内水側リンクに、前記扉体を強制全開位置に上揺動可能な駆動手段が連結されている構成とすることができる。

この構成によれば、駆動手段で扉体を強制全開させることで、点検等の作業が容易に行えるようになる。

本発明によれば、外水の内水側への漏水が極めて少なく、かつ騒音も発生しにくく、水流も乱さないようになる。

本発明に係るフラップゲートであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図１のフラップゲーが下揺動位置から全開位置に揺動する状態の側面図である。 図１のフラップゲーが下揺動位置から全閉位置に揺動する状態の側面図である。 図１のフラップゲーが強制全開位置に揺動した状態の側面図である。 背景技術のオートゲートの側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１はフラップゲートであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

用水路１には矩形状の排水口２が形成され、排水口２の上流側〔図１（ｂ）において右側〕が内水側、排水口２の下流側〔図１（ｂ）において左側〕が外水側となっている。排水口２の外水側には段差Ｔが形成され、通常は、内水側の水（例えば下水）は排水口２から段差Ｔを流下して外水側（下水処理用池）に排水されるようになる。

用水路１の上部には、排水口２よりも外水側の方向に略真っ直ぐに突出する左右一対の支持桁３が設けられている。この各支持桁３には、略ヘ字状に屈曲された内水側リンク４が内水側第１連結軸５でそれぞれ揺動自在に連結されている。

各内水側リンク４の内水側第１連結軸５よりも外水側の上端部にバランスウェイト６が取付けられている。

各内水側リンク４の下端部には、排水口２を開閉可能な矩形状の扉体７の上端部の吊りブラケット８の内水側が内水側第２連結軸９で揺動自在に連結されている。

扉体７の外水側の下部にはフロート１０が設けられている。

これにより、扉体７は、用水路１の排水口２の上部に、内水側リンク４と内水側第１連結軸５と内水側第２連結軸９とを介して内外水方向に揺動自在に支持されることになる。

そして、扉体７は、一定の排水隙間Ｓを隔てて排水口２を内水方向に閉じる下揺動位置Ｄと、排水口２を外水方向に開く図２のような中間位置Ｕ１、全開位置Ｕ２と、図４のような強制全開位置Ｕ３とに上揺動されるようになる。また、扉体７は、通常時は、バランスウェイト６で下揺動方向に揺動されるようになる。

一方、各支持桁３には、略直線状の外水側リンク１１の上端部の長穴１１ａが外水側第１連結軸１２でそれぞれ揺動自在に連結されている。

各外水側リンク１２の下端部には、扉体７の上端部の吊りブラケット８の外水側が外水側第２連結軸１３で揺動自在に連結されている。

内水側リンク４と外水側リンク１１とは平行リンクを構成している。

前記のようにフラップゲートを構成すれば、支持桁３に内水側第１連結軸５で内水側リンク４を揺動自在に連結する。そして、内水側リンク４の上端部にバランスウェイト６を取付けるとともに、内水側リンク４の下端部に、扉体７の内水側の上端部を内水側第２連結軸９で揺動自在に連結する。また、扉体７の外水側の下部にフロート１０を設けるものである。

したがって、内水位ＷＬ１が低い時（無水時を含む。）は、図１のように、扉体７の自重による開モーメントＷｇ・ａとバランスウェイト６による閉モーメントＷｂ・ｂは、Ｗｇ・ａ＝Ｗｂ・ｂとなる。そのため、扉体７は、一定の排水隙間Ｓを隔てて排水口２を内水方向に閉じる下揺動位置Ｄでバランスする。これにより、内水位ＷＬ１が低い場合でも、排水隙間Ｓから内水排除をスムーズに行うことができる。

また、図２のように、内水位ＷＬ２が高くなると、内水の水流と水圧とで扉体７が外水方向の中間位置Ｕ１から全開位置Ｕ２に上揺動することで、排水口２から内水排除をスムーズに行うことができる。なお、扉体７は、内水位ＷＬ２がさらに高くなっても、外水側リンク１１の上端部の長穴１１ａで、図４の強制全開位置Ｕ３まで最大上揺動可能である。

一方、図３のように、外水位ＷＬ３が高くなって、外水が扉体７の下部のフロート１０に達したとする。この時に、扉体７の自重による開モーメントＷｇ・ａ Ｗｇ・ａ１とバランスウェイト６による閉モーメントＷｂ・ｂ Ｗｂ・ｂ１と浮力による閉モーメントＦ・ｃ Ｆ１・ｃ１との関係は下記のようになる。

Ｗｇ・ａ＜Ｗｂ・ｂ＋Ｆ・ｃ
Ｗｇ・ａ１＜Ｗｂ・ｂ１＋Ｆ１・ｃ１
そのため、扉体７は、フロート１０の浮力による閉モーメントで矢印ａのように斜め後上方に揺動しながら排水口２を全閉するようになる。これにより、外水位が低い段階から外水の逆流を迅速に防止することができるから、外水の内水側への漏水が極めて少なくなる。なお、扉体７の閉じ始めの外水位を変更する場合は、フロート１０の設置高さを変えればよい。

また、扉体７は、内水側リンク４の第１連結軸５と第２連結軸９とで斜め後上方に揺動しながら排水口２を全閉し、フロート１０の浮力と相俟って外水の水流・水圧が作用する。これにより、上向きの分力が急激に大きくなり、抵抗モーメントが大きくなるので、波の影響で扉体７がばたつきにくくなって、騒音が発生しにくくなる。

さらに、扉体７の内面外面にフロート１０があるから、内水排除の際に、水流が乱されなくなる。

また、内水側リンク４と外水側リンク１１とで平行リンクを構成しているから、扉体７の下揺動位置Ｄおよび排水口２の全閉時、内水側第２連結軸９による扉体７の外水側への揺動が外水側リンク１１で抑制される。したがって、扉体７がよりばたつきにくくなって、騒音がより発生しにくくなる。

さらに、外水側リンク１１の長穴１１ａを外水側第１連結軸１２で揺動自在に連結しているから、扉体７が外水方向の強制全開位置Ｕ３まで最大上揺動する際の支障にならなくなる。

図４のように、用水路１の上部に油圧シリンダー（駆動手段）１５を設置し、この油圧シリンダー１５のピストンロッド１５ａを内水側リンク４の上端部に連結すると、ピストンロッド１５ａの復動で扉体７を強制全開位置Ｕ３に上揺動させることができる。これにより、扉体７の点検等の作業が容易に行えるようになる。

前記実施形態は、用水路のフラップゲートであったが、河川や河口等の逆流防止用ゲート、津波対策用フラップゲートとしても用いることが可能である。

１ 用水路
２ 排水口
３ 支持桁
４ 内水側リンク
５ 内水側第１連結軸
６ バランスウェイト
７ 扉体
９ 内水側第２連結軸
１０ フロート
１１ 外水側リンク
１１ａ 長穴
１２ 外水側第１連結軸
１３ 外水側第２連結軸
１５ 油圧シリンダー（駆動手段）
Ｄ 下揺動位置
Ｕ１〜Ｕ３ 上揺動位置
Ｓ 排水隙間

Claims (3)

1. 用水路の排水口の上部に内外水方向に揺動自在に支持され、一定の排水隙間を隔てて前記排水口を内水方向に閉じる下揺動位置と、前記排水口を外水方向に開く上揺動位置とに揺動自在な扉体を備え、前記扉体は、バランスウェイトで下揺動方向に揺動されるフラップゲートであって、
   前記用水路の上部に設けられ、前記排水口よりも外水側に突出する支持桁と、
   前記支持桁に内水側第１連結軸で揺動自在に連結され、前記内水側第１連結軸よりも外水側の上端部にバランスウェイトが取付けられた内水側リンクと、
   前記内水側リンクの下端部に、内水側の上端部が内水側第２連結軸で揺動自在に連結された前記扉体と、
   前記扉体の外水側の下部に設けられたフロートとを備えたことを特徴とするフラップゲート。
2. 前記支持桁に外水側第１連結軸で上端部の長穴が揺動自在に連結された外水側リンクが設けられ、この外水側リンクの下端部に、前記扉体の外水側の上端部が外水側第２連結軸で揺動自在に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のフラップゲート。
3. 前記内水側リンクに、前記扉体を強制全開位置に上揺動可能な駆動手段が連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフラップゲート。

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