JP2015180806A - Floating body type flap gate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば防波堤の開口部に設置され、増水時、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないように、扉体を浮上させて前記開口部を遮断する浮体式フラップゲートに関するものである。 The present invention relates to a floating flap gate that is installed at, for example, an opening of a breakwater and raises a door to block the opening so that the increased water does not flow into a living space or underground space when the water increases. is there.
増水時に、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないように、流入しようとする水の浮力を利用して扉体を浮上させ、例えば防波堤の開口部を遮断する浮体式フラップゲートがある(例えば特許文献1)。 There is a floating flap gate that lifts the door body using the buoyancy of the water to be introduced so that the increased water does not flow into the living space or underground space when the water increases, for example, blocking the opening of the breakwater ( For example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1で開示された浮体式フラップゲートは、流入初期の速度が速い場合には扉体1の浮上動作が遅れ、生活空間や地下空間に越流する問題がある(図11(a)参照)。
However, the floating flap gate disclosed in
また、水位が低下した際には、扉体1は、扉体1の1/3程度の高さの水位までは起立状態を維持し、その後急激に倒伏するという危険な挙動を示す(図11(b)参照)。
Further, when the water level is lowered, the
前記問題点の内、流入初期の越流を防ぐために、一端にカウンタウエイトを取付けたロープの他端を、滑車を介して扉体に繋いだ浮体式フラップゲートが提案されている(例えば特許文献2)。 Among the above-mentioned problems, a floating flap gate has been proposed in which the other end of a rope having a counterweight attached to one end is connected to a door body via a pulley in order to prevent overflow in the initial stage of inflow (for example, Patent Documents). 2).
この特許文献2で提案された浮体式フラップゲートは、カウンタウエイトの重さで浮体式フラップゲートの浮力不足を補うことで、流入初期の扉体の浮上動作の遅れを解決している。 The floating-type flap gate proposed in Patent Document 2 compensates for the lack of buoyancy of the floating-type flap gate with the weight of the counterweight, thereby solving the delay in the floating operation of the door body at the initial inflow.
しかしながら、特許文献2で提案された浮体式フラップゲートのように、常時、扉体の浮上動作を助ける方向にカウンタウエイトの重さを作用させる場合は、水位低下時の倒伏がし難くなる。 However, like the floating flap gate proposed in Patent Document 2, when the weight of the counterweight is always applied in a direction that assists the floating operation of the door, it is difficult to fall down when the water level is lowered.
本発明が解決しようとする問題点は、流入初期に扉体の浮上動作が遅れて生活空間や地下空間へ越流する浮体式フラップゲートの問題を解決すべく、扉体の浮上動作を常時補助する装置を設置した場合、水位低下時の倒伏がし難くなるという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the floating operation of the door body is always assisted in order to solve the problem of the floating flap gate that overflows into the living space and underground space due to the delay of the floating operation of the door body at the beginning of inflow. When a device is installed, it is difficult to fall down when the water level drops.
本発明は、流入初期に扉体の浮上動作が遅れて生活空間や地下空間へ越流することがなく、また、水位低下時にも倒伏がし難くなることがなく、かつ急激に倒伏するという危険な挙動もないようにすることを目的としてなされたものである。 The present invention does not delay the floating operation of the door body at the beginning of the inflow, overflows into the living space or underground space, does not become difficult to fall down even when the water level is low, and suddenly falls down It was made with the aim of avoiding any behavior.
本発明の浮体式フラップゲートは、
開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断すべく、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体の先端側が基端側を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
前記扉体の先端部にロープの一端を取付け、ロープの他端は少なくとも定滑車を介してカウンタウエイト又はばねに取付け、起立又は倒伏途中における扉体の水平面に対する傾斜角が10度〜80度になった時に、前記カウンタウエイトが最下点又はばねが自然長となるように定滑車を設置したことを最も主要な特徴としている。
The floating flap gate of the present invention is
Installed at the opening or the entrance, when water flows in, the distal end side of the door body has a base end side as a fulcrum in a plane in the height direction in the direction of the flowing water to block the opening or the entrance. A floating flap gate configured to be able to stand and swing,
One end of the rope is attached to the tip of the door body, and the other end of the rope is attached to a counterweight or spring via at least a fixed pulley, and the inclination angle of the door body with respect to the horizontal plane during standing or lying down is 10 degrees to 80 degrees The main feature is that the fixed pulley is installed so that the counterweight has the lowest point or the spring has a natural length.
上記の本発明では、扉体の起立時は水平面に対する傾斜角が10度〜80度になるまでは、扉体はカウンタウエイト又はばねによって起立方向に引っ張られて起立を補助される。そして、水平面に対する扉体の傾斜角が10度〜80度を超えると、カウンタウエイト又はばねが抵抗となって扉体の起立速度が減速する。 In the above-described present invention, when the door body is erected, the door body is pulled in the erection direction by the counterweight or the spring until the inclination angle with respect to the horizontal plane becomes 10 degrees to 80 degrees, and the erection is assisted. And if the inclination | tilt angle of the door body with respect to a horizontal surface exceeds 10 to 80 degree | times, a counterweight or a spring will become resistance and the standing speed of a door body will decelerate.
一方、扉体の倒伏時は、水平面に対する傾斜角が10度〜80度になるまでは、扉体はカウンタウエイト又はばねによって倒伏方向に引っ張られて水位の低下への追従を補助される。そして、水平面に対する扉体の傾斜角が10度〜80度より小さくなると、カウンタウエイト又はばねが抵抗となって扉体の倒伏速度が減速する。 On the other hand, when the door body is lying down, the door body is pulled in the lying down direction by a counterweight or a spring until the inclination angle with respect to the horizontal plane becomes 10 degrees to 80 degrees, thereby assisting in following the lowering of the water level. And if the inclination | tilt angle of the door body with respect to a horizontal surface becomes smaller than 10 to 80 degree | times, a counterweight or a spring will become resistance and the falling speed of a door body will decelerate.
本発明では、起立又は倒伏途中における扉体の水平面に対する設定傾斜角を分岐点として、扉体の起立又は倒伏の補助となったり、起立又は倒伏の抵抗となるので、流入初期には越流を防止できると共に、倒伏完了前には急激な倒伏を防止できる。また、起立完了時の衝撃を緩和できると共に、倒伏初期には水位ヘの追従性が良くなる。 In the present invention, the set inclination angle with respect to the horizontal plane of the door body in the middle of standing or lying down is used as a branch point to assist the standing or falling of the door body or to resist the standing or falling down. In addition to preventing this, sudden lodging can be prevented before lodging is completed. Moreover, the impact at the time of completion of standing up can be mitigated, and the followability to the water level is improved in the initial lodging.
本発明は、流入初期に生活空間や地下空間へ越流せず、また、水位低下時にも倒伏がし難くならず、かつ急激に倒伏しないようにするという目的を、起立又は倒伏途中における扉体の水平面に対する設定傾斜角を分岐点として、扉体の起立又は倒伏の補助となったり、起立又は倒伏の抵抗となるようにすることで実現した。 The purpose of the present invention is not to overflow into the living space or underground space at the beginning of the inflow, and to prevent falling down even when the water level is low, and to prevent falling down suddenly. This was realized by using the set inclination angle with respect to the horizontal plane as a branching point to assist the standing or falling of the door body or to resist the standing or falling.
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図10を用いて詳細に説明する。
図1は本発明の浮体式フラップゲートの概略構成を示した図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a floating flap gate of the present invention.
図1において、11は例えば防波堤の、開口部の路面rsに設置される本発明の浮体式フラップゲートである。この浮体式フラップゲート11は、海洋(或いは河川)から生活空間や地下空間に水wが流入しようとする際、流入する水wの水圧を利用して、基端側12aを支点として扉体12の先端側12bを起立揺動させて開口部を水密状態に遮断するものである。
In FIG. 1,
この浮体式フラップゲート11を構成する扉体12は、遮断する開口部の幅が広い場合は、複数の扉体12を開口部の幅方向に連結した構成とされ、各扉体12間は扉間水密ゴムによって連結されている。また、両側の扉体12の、防波堤の開口部に設けた戸当りと相対する側には水密ゴムが設けられている。
The
図1に示す本発明の浮体式フラップゲート11は、例えば扉体12の先端部の幅方向全域に1本のロッド13が取付けられ、水圧荷重の支持とワイヤロープ14の一端を取付ける機能を有している。
The floating
前記ワイヤロープ14の他端は、倒伏時の扉体12の先端上方の戸当り15に設置された第1の定滑車16、及び扉体12の基端側の前記第1の定滑車16と同一高さ位置に設置された第2の定滑車17を介してカウンタウエイト20に取付けられている。従って、このカウンタウエイト20の重量が扉体12に作用するようになっている。
The other end of the
本発明例では、起立完了時の扉体12の傾斜角θが90度であるため、上記第1の定滑車16の設置位置は、扉体12が起立揺動したときの水平面に対する傾斜角θ(図2参照)が例えば45度になった時に前記カウンタウエイト20が最下点となるように設置している。なお、発明者らの調査結果によれば、前記傾斜角θは10度〜80度の範囲であれば問題がないことが分かっている。
In the example of the present invention, the inclination angle θ of the
上記構成の本発明の浮体式フラップゲート11では、扉体12の起立時、及び扉体12の倒伏時は、以下に説明するような機能を奏する。
In the floating
(扉体12の起立時)
流入初期は、カウンタウエイト20が降下し、扉体12は起立方向に引っ張られて起立を補助される(図2(a)参照)。そして、水平面に対する扉体12の傾斜角θが45度になると、扉体12とワイヤロープ14が一直線になり(図2(b)参照)、カウンタウエイト20は最下端の位置となる。水平面に対する扉体12の傾斜角θが45度を超えると、扉体12の起立揺動により、カウンタウエイト20が上昇するので、カウンタウエイト20が抵抗となって扉体12の起立速度を減速し、起立完了時の衝撃力を緩和する(図2(c)参照)。
(When the
At the beginning of the inflow, the
(起立状態の扉体12の倒伏時)
倒伏初期は、カウンタウエイト20が下降し、扉体12は倒伏方向に引っ張られて水位の低下に追従して倒伏する(図2(d)参照)。そして、水平面に対する扉体12の傾斜角θが45度になると、扉体12とワイヤロープ14が一直線になり(図2(b)参照)、カウンタウエイト20は最下端の位置となる。水平面に対する扉体12の傾斜角が45度より小さくなると、扉体12の倒伏により、カウンタウエイト20が上昇するので、カウンタウエイト20が抵抗となって扉体12の倒伏速度を減速し、倒伏完了時の衝撃力を緩和する(図2(e)参照)。
(When the standing
In the initial stage of lodging, the
本発明の浮体式フラップゲート11における上記の扉体12の傾斜角度θとカウンタウエイト20による扉体起立方向の旋回力の関係を図3に示す。
FIG. 3 shows the relationship between the inclination angle θ of the
上記のように、本発明の浮体式フラップゲート11では、カウンタウエイト20を有する起立・倒伏機構を使って複数の機能を働かせることで、扉体12の起立補助、衝撃緩和、水位追従が可能となる。
As described above, in the floating
本発明の浮体式フラップゲート11は、図4に示すように、第2の定滑車17のあとに動滑車18を配置し、この動滑車18にカウンタウエイト20を取り付ける一方、ワイヤロープ14の他端は、動滑車18を介して戸当り15に設置した固定部材19に固定するようにしても良い。
In the floating
また、本発明の浮体式フラップゲート11は、図5に示すように、カウンタウエイト20の代わりに、圧縮コイルばね22を取り付けても良い。図示省略したが、引張りコイルばねを取り付けても良い。なお、図5中の23は動滑車18と固定部材19間に設置された第3の定滑車である。この圧縮コイルばね22或いは引張りコイルばねは、図5のように動滑車18を介さず、図1、図2のように直接ワイヤロープ14の他端と接続しても良い。
Further, the floating
圧縮コイルばね22を使用する場合、起立完了時の扉体12の傾斜角θが90度のフラップゲートでは、扉体12の傾斜角θが45度の時に、図6(a)に示すようにばねが自然長となるようにして、図6(c)に示すようにばねによる扉体起立方向の旋回力が最小となるように設置する。そして、扉体12の傾斜角θが0度及び90度で、図6(b)に示すようにばねが圧縮されて、図6(c)に示すようにばねによる扉体起立方向の旋回力が最大となるように設置する。
When the
一方、引張りコイルばね24を使用する場合は、扉体12の傾斜角θが45度で、図7(a)に示すようにばねが自然長となるようにし、扉体12の傾斜角θが0度及び90度で、図7(b)に示すようにばねが伸ばされるようにする。
On the other hand, when the
前記圧縮コイルばね22或いは引張りコイルばね24は、図6や図7に示したような線形のコイルばねに限らず、テーパコイルばね、円錐形コイルばね、鼓形コイルばね、樽形コイルばね、不等ピッチコイルばねのような非線形特性を有するばねを使用しても良い。
The
また、図8に示すような、軸中心側から順番に、例えば大径で長さの短い第1の圧縮ばね25a、中径で長さが中間の第2の圧縮ばね25b、小径で長さの長い第3の圧縮ばね25cからなる組合せコイルばね25を用いて引張力を非線形とするものでも良い。
Also, as shown in FIG. 8, in order from the axial center side, for example, a
この図8に示す組合せコイルばね25では、扉体12の傾斜角θが0度の場合は、3つの圧縮ばね25a〜25cが全て縮んでいる状態である。そして、扉体12の傾斜角θが10〜30度位の起立初期から起立前期までは、3つの圧縮ばね25a〜25cがそれぞれ伸び始め、起立前期になると第1の圧縮ばね25aが元の性質に戻る。
In the
次に、起立前期から扉体12の傾斜角θが45度の起立中期までは、第2の圧縮ばね25bと第3の圧縮ばね25cが順次元の性質に戻り、3つの圧縮ばね25a〜25c全てが自然長に戻る。
Next, the
起立中期から扉体12の傾斜角θが90度の起立完了までは、第3の圧縮ばね25c、第2の圧縮ばね25b、第1の圧縮ばね25aが順次縮んでいき、起立完了時には3つの圧縮ばね25a〜25cが全て縮んだ状態になる。
なお、倒伏時は前記起立時と逆になる。
The
Note that when lying down, it is the opposite of when standing up.
このような非線形の組合せコイルばね25による扉体起立方向の旋回力と扉体12の傾斜角度θの関係を図9に示す。
FIG. 9 shows the relationship between the turning force in the door body standing direction by the nonlinear
また、図1、図2、図4、図5に示した例では、扉体12の先端部の幅方向全域に1本のロッド13を取り付けたものを示したが、図10に示すように、扉体12の両側にのみロッド13を取り付けても良い。
Moreover, in the example shown in FIG.1, FIG.2, FIG.4, FIG.5, although what attached the one
本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above examples, and it goes without saying that the embodiments may be changed as appropriate within the scope of the technical idea described in each claim.
例えば、前記実施例では、ワイヤロープ14を使用しているが、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、アラミド系、ポリアリレート系、超高密度ポリエチレンなどの繊維ロープを使用しても良い。
For example, although the
また、図1、図2、図4、図5では扉体12が単一の浮体で構成された浮体式フラップゲートを示したが、複数の浮体を高さ方向に連結した浮体連結式フラップゲートに適用しても良い。
1, 2, 4, and 5, the floating body type flap gate in which the
また、動滑車18やカウンタウエイト20、ばね22,24,25を取り付ける位置は戸当り15の外部でも良いが、これらカウンタウエイト20の重量、定滑車及び動滑車18の個数、ばね22,24,25の特性は、扉体12の規模に応じて適宜最適に設定することは言うまでもない。
Further, the moving
また、ロッド13の代わりに、扉体12の先端部に吊りピースを取付け、その吊りピースにワイヤロープ14の一端を取付けても良い。
Instead of the
11 浮体式フラップゲート
12 扉体
13 ロッド
14 ワイヤロープ
16 第1の定滑車
17 第2の定滑車
18 動滑車
20 カウンタウエイト
22 圧縮コイルばね
24 引張りコイルばね
25 組合せコイルばね
DESCRIPTION OF
本発明の浮体式フラップゲートは、
開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断すべく、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体の先端側が基端側を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
前記扉体の先端部にロープの一端を取付け、ロープの他端は、少なくとも定滑車を介してカウンタウエイト又はばねに取付け、起立又は倒伏途中における扉体の水平面に対する傾斜角が10度〜80度になった時に前記カウンタウエイトが最下点又はばねが自然長となるようにし、
前記カウンタウエイトが降下して最下点になる又はばねが自然長になるまでは、前記扉体が引っ張られて起立補助又は水位追従補助を行い、
続いて、前記最下点から前記カウンタウエイトが上昇する又は前記ばねが自然長から圧縮されるか又は伸ばされるときは、前記カウンタウエイト又は前記ばねが抵抗となって前記扉体の起立速度又は倒伏速度が減速して起立又は倒伏の完了時の衝撃を緩和することを最も主要な特徴としている。
The floating flap gate of the present invention is
Installed at the opening or the entrance, when water flows in, the distal end side of the door body has a base end side as a fulcrum in a plane in the height direction in the direction of the flowing water to block the opening or the entrance. A floating flap gate configured to be able to stand and swing,
One end of the rope is attached to the tip of the door body, and the other end of the rope is attached to a counterweight or spring through at least a fixed pulley, and the inclination angle of the door body with respect to the horizontal plane during standing or lying down is 10 degrees to 80 degrees. So that the counterweight is at its lowest point or the spring is at its natural length ,
Until the counterweight descends to the lowest point or the spring reaches a natural length, the door body is pulled to perform standing assistance or water level tracking assistance,
Subsequently, when the counterweight rises from the lowest point, or when the spring is compressed or extended from its natural length, the counterweight or the spring acts as a resistance and the door body rises or falls. The most important feature is that the speed is reduced and the impact at the completion of standing or lodging is mitigated .
本発明例では、起立完了時の扉体12の傾斜角θが90度であるため、上記第1の定滑車16の設置位置は、扉体12が起立揺動したときの水平面に対する傾斜角θ(図3参照)が例えば45度になった時に前記カウンタウエイト20が最下点となるように設置している。なお、発明者らの調査結果によれば、前記傾斜角θは10度〜80度の範囲であれば問題がないことが分かっている。
In the example of the present invention, the inclination angle θ of the
Claims (2)
前記扉体の先端部にロープの一端を取付け、ロープの他端は、少なくとも定滑車を介してカウンタウエイトに取付け、起立又は倒伏途中における扉体の水平面に対する傾斜角が10度〜80度になった時に前記カウンタウエイトが最下点となるように定滑車を設置したことを特徴とする浮体式フラップゲート。 Installed at the opening or the entrance, when water flows in, the distal end side of the door body has a base end side as a fulcrum in a plane in the height direction in the direction of the flowing water to block the opening or the entrance. A floating flap gate configured to be able to stand and swing,
One end of the rope is attached to the tip of the door body, and the other end of the rope is attached to the counterweight via at least a fixed pulley, and the inclination angle of the door body with respect to the horizontal plane during standing or lying down is 10 degrees to 80 degrees. A floating flap gate characterized in that a fixed pulley is installed so that the counterweight becomes the lowest point when
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