JP2016205077A - 浮体式フラップゲート - Google Patents
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Abstract
Description
増水時に、増水した水の流入を阻止すべく、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の回転軸を支点とする起立揺動が可能なように構成した浮体式フラップゲートであって、
倒伏状態にある扉体の裏面に一端を固定したロープの他端を、倒伏した扉体を格納する格納空間の、前記扉体の先端部側に形成した地下スペースの内部に配置した各2個の定滑車と動滑車を介して案内して前記地下スペースの天井部に固定し、前記ロープを案内する第2の動滑車を取り付けたカウンタウエイトの昇降により、第1の動滑車を取り付けたプッシュアップロッドを昇降させて起立初期の扉体の先端側の押し上げと倒伏終期の急激な倒伏の抑制を行うとともに、前記ロープに作用する張力により、起立終期の衝撃吸収と倒伏初期の水位追従を行う扉体の開閉補助機構を有することを最も主要な特徴としている。
図1〜図3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。
浸水が所定の水位に達したことにより扉体2に作用する浮力及びカウンタウエイト6により作用しているプッシュアップロッド9の押し上げ力による起立方向の旋回力が扉体2の重量Fmによる倒伏方向の旋回力より大きくなると扉体2は浮上を開始する。
プッシュアップロッド9が上昇限に到達した後は、扉体2の裏面2dの没水部に作用する水圧Fwによる起立方向の旋回力が、扉体2の重量Fmとカウンタウエイト6によってワイヤロープ4に発生する張力Ftによる倒伏方向の旋回力に勝って、扉体2は起立方向に旋回して起立する。
扉体2が起立限の近くまで起立した時には、カウンタウエイト6は上昇限位置近傍まで移動しており、圧縮ばね10が圧縮される。従って、カウンタウエイト6の重量Wと圧縮ばね10の圧縮力によってワイヤロープ4に発生する張力Ftが、扉体2の起立方向の旋回の制動力として倒伏方向に作用する。
水位の低下により、扉体2の裏面2dの没水部に作用する水圧Fwによる起立方向の旋回力が減少すると、扉体2の重量Fmとカウンタウエイト6によってワイヤロープ4に発生する張力Ftによる倒伏方向の旋回力と釣り合う位置まで倒伏方向に旋回する。なお、起立上限付近では、ワイヤロープ4に発生する張力Ftには圧縮ばね力も加わる。
扉体2の重量Fmとカウンタウエイト6によってワイヤロープ4に発生する張力Ftによる倒伏方向の旋回力と、扉体2の裏面2dの没水部に作用する水圧Fwによる起立方向の旋回力がバランスしながら倒伏方向に旋回する。扉体2の倒伏により、扉体2の重量Fmによる倒伏方向の旋回力が増大するが、扉体2の裏面2dにプッシュアップロッド9が当接した後は、プッシュアップロッド9の押し上げ力による起立方向の旋回力により倒伏動作は減速する。
水位の低下により扉体2の裏面2dの没水部に作用する水圧Fwによる浮上力がなくなると、扉体2の重量Fmによる倒伏方向の旋回力により扉体2は格納空間5に着床する。この時、カウンタウエイト6によるプッシュアップロッド9の押し上げ力は、扉体2の重量Fmによる倒伏方向の旋回力に勝るほどの起立方向の旋回力はないものの、プッシュアップロッド9の押し上げ力により着床時の衝撃は緩和される。
起立初期、倒伏終期に上記作用を奏するため、プッシュアップロッド9の昇降移動の上限ストロークSt、すなわち当該上限ストロークStとなる扉体2の起立角度θは、以下のように設定する。
St=(Lp−D・sinθ)tanθ+D(1−cosθ)…(1)
≧Fm×Lm+Ft×Lt…(2)
但し、Fw:扉体2の裏面2dに作用する水圧
Lw:扉体2の裏面2dに作用する水圧力の重心距離
(扉体2の回転軸2cからの距離)
Ph1:扉体2の裏面2dの先端の水深h1(=D・cosθ−H/5)の作用水圧
Ph2:扉体2の裏面2dの基端の水深h2(=h1+L・sinθ)の作用水圧
Fm:扉体2の空中重量
Lm:扉体2の回転軸2cの中心から重心までの水平距離(≒1/2・cosθ)
Ft:ワイヤロープ4の張力(=W/2×α、α:滑車などの機械効率)
Lt:ワイヤロープ4の引張り位置までの距離
(扉体2の回転軸2cの中心から引張方向への垂直距離)
B:扉体2の幅
図11に示すように、扉体2が浮上を開始する水深をhとした場合、水深がhの時に扉体に作用する浮力Fwは、下記(3)式で求めることができる。
但し、w2:プッシュアップロッド9の重量
2 扉体
2a 基端側
2b 先端側
2c 回転軸
2d 裏面
4 ワイヤロープ
5 格納空間
5a 地下スペース
6 カウンタウエイト
7a 第1の定滑車
7b 第2の定滑車
8a 第1の動滑車
8b 第2の動滑車
9 プッシュアップロッド
10 圧縮ばね
Claims (3)
- 増水時に、増水した水の流入を阻止すべく、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の回転軸を支点とする起立揺動が可能なように構成した浮体式フラップゲートであって、
倒伏状態にある扉体の裏面に一端を固定したロープの他端を、倒伏した扉体を格納する格納空間の、前記扉体の先端部側に形成した地下スペースの内部に配置した各2個の定滑車と動滑車を介して案内して前記地下スペースの天井部に固定し、前記ロープを案内する第2の動滑車を取り付けたカウンタウエイトの昇降により、第1の動滑車を取り付けたプッシュアップロッドを昇降させて起立初期の扉体の先端側の押し上げと倒伏終期の急激な倒伏の抑制を行うとともに、前記ロープに作用する張力により、起立終期の衝撃吸収と倒伏初期の水位追従を行う扉体の開閉補助機構を有することを特徴とする浮体式フラップゲート。 - 前記2個の定滑車のうち、第1の定滑車は、前記地下スペースへの前記ロープの引込み部に設ける一方、第2の定滑車は、前記カウンタウエイトの吊下げ位置に設けることを特徴とする請求項1に記載の浮体式フラップゲート。
- 前記カウンタウエイトの上面に圧縮ばねを設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の浮体式フラップゲート。
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