JP2016211266A - 管路止水装置の水密構造 - Google Patents

Abstract

【課題】水位によらず常に良好な水密性が維持される水密構造を提供する。
【解決手段】管路２内に浸入し、戸当り４の外周部に堰き止められた水によって生じる浮力により、瞬時に起立して戸当り４の開口４ａを塞ぐ扉体５を有する管路止水装置１の水密構造である。戸当り４の上流側の面に取り付けられた水密ゴム７は、低水位時、起立直後の扉体５と当接するように位置決めされた低圧用水密ゴム７ａと、この低圧用水密ゴム７ａよりも硬度が高く、水位が上昇した後に扉体５と当接し始めるように位置決めされた高圧用水密ゴム７ｂとで構成される。
【効果】低水位の段階から水密性に優れ、高水位時には強い支持力が得られると共に、低圧用水密ゴムが過度に潰れるのを防止し、これにより永久歪みによる漏水も防止できるので、常に良好な水密性が維持されて管路止水装置の信頼性が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば津波が襲来した時に、固定構造物に設けられた空調ダクト等の管路を自動閉塞し、室内への浸水を防止する管路止水装置における扉体と戸当りとの水密構造に関するものである。

固定構造物（以下、建物という。）内の各室の空調を行う空調装置は、例えば、外気導入口から取り込んだ外気は給気ダクトを介して各室内に供給する一方、室内の排気は排気ダクトを介して排気口から排出している。

このような空調装置を備えた建物が鉄筋コンクリート造り等の頑丈な建物である場合、津波の襲来時に、建物自体は津波によって流されなくても、建物に設けられた外気導入口や排気口から、給排気ダクト等の建物の外部と連通している管路を介して各室内に海水が浸入し、被害が大きくなる。

そこで、管路の内部に設置し、津波等による水位上昇時に管路を無動力で、かつ、人為的な操作なしで閉塞し、建物内の重要な区画を浸水から守る管路止水装置が提案されている（一例として、特許文献１参照。）。

図８（ａ）は、従来の管路止水装置１００の水密構造の一例を示す図である。管路１０１の内部には、中央部に開口１０２ａを有する戸当り１０２が設置されている。

１０３は、戸当り１０２の上流側の面に近接配置された扉体である。この扉体１０３には、平常時に閉塞しないように所定の保持力が作用している。そのため、平常時、扉体１０３は、管路１０１のピット部１０１ａにおいて略水平の全開状態に維持されている。一方、非常時は、管路１０１の内部に浸入してきた海水が扉体１０３を水没させ、扉体１０３に浮力を生じさせる。

この浮力が前記所定の保持力を超えると、扉体１０３は、保持状態が解除されて下流側の回転軸１０３ａを支点として起立（浮上）し始める。それと共に、扉体１０３の回転軸１０３ａに取り付けたバランサウエイト１０４が扉体１０３の起立旋回方向に回動すると、扉体１０３は一気に起立し、図８（ｂ）に示すように戸当り１０２の開口１０２ａを密閉し、浸入してきた海水が室内１０５側へ浸入するのを阻止する。

戸当り１０２の、起立した状態の扉体１０３に当接する面には、水密性を確保するために、水密ゴム１０６が取り付けられている。水密ゴム１０６は、戸当り１０２の上流側の面の開口１０２ａの周囲に取り付けられた四角枠状の一体のゴム部材である。

しかし、従来の水密構造は、図８（ｃ）に示すような高水位の状態においては、起立した扉体１０３の背面１０３ｃに作用する水圧が大きくなって、スキンプレート１０３ｂが水密ゴム１０６に強く押し付けられて十分な止水性が確保できるが、図８（ｂ）に示すような低水位の段階では、水圧による押付力は小さいため、バランサウエイト１０４の旋回力によって得られる押付力に頼らざるを得ないという課題がある。

なお、低水位時の押付力を高めることを目的として単純にバランサウエイト１０４の重量を増加させた場合は、例えば微弱な地震が発生した場合においても地震動による慣性力が増加するため、平常時に扉体１０３に作用させる保持力をより強いものとする必要がある。しかし、保持力を強くすると、津波発生時にはこれを上回る浮力を生じさせて保持状態を解除する必要があるため、例えば扉体１０３の厚みを増加させるなど、装置が大型化してしまう。よって、バランサウエイト１０４の重量を増加する方法は採用し難い。

また、扉体１０３のスキンプレート１０３ａ側の面は、できる限り平滑であることが望ましいが、実際に確保できる平面度には限界があるため、水密性を向上するには水密ゴム１０６による不陸への追従代に頼らざるを得ない。そのため、水密ゴム１０６は、低水位時における水密性の向上という観点からは、硬度が低い方が有利で、軟らかい性状が要求される。

一方、水密ゴム１０６は、高水圧に耐える支持力の確保や、長時間の押し付けからの回復時における永久歪みの防止という観点からは、硬度が高い方が有利で、変形量が少なく硬い性状が要求される。このように水密ゴム１０６には、水位の変化に応じて互いに相反する条件が求められるという課題がある。

特開２０１４−１９９１４５号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来の水密構造は、低水位時の水密性が不足したり、高水位時の支持力が十分でなかったり、長時間加圧後の水位低下時に永久歪みが生じて漏水するおそれがあった点である。

本発明は、上記課題を解決するために、低水位の段階から水密性に優れ、高水位時には高水圧に耐える強い支持力が得られ、長時間加圧後の水位低下時にも常に水密性が維持される信頼性の高い水密構造を提供することを目的としてなされたものである。

本発明は、
管路内に設置され、中央部に開口を有する戸当りと、
前記戸当りの上流側の面に取り付けられた水密ゴムと、
前記戸当りの上流側に近接配置され、非常時に前記戸当りの開口を塞ぐ扉体と、
を有する管路止水装置の水密構造であって、
前記水密ゴムは、
低水位時、起立直後の前記扉体と当接するように位置決めされた低圧用水密ゴムと、
前記低圧用水密ゴムよりも硬度が高く、水位が上昇した後に前記扉体と当接し始めるように位置決めされた高圧用水密ゴムとで構成されることを最も主要な特徴としている。

上記構成の本発明では、水密ゴムは、軟らかい性状の低圧用水密ゴムと、硬い性状の高圧用水密ゴムの二重構造としている。そして、扉体の起立直後は、低圧用水密ゴムと扉体のスキンプレートの面が当接するように、低圧用水密ゴムの取り付け位置が決定されている。よって、本発明では、低水位の間は、軟らかい性状の低圧用水密ゴムによって良好な水密性が得られるので、扉体背面からの水圧による押付力が小さい低水位時においても漏水のおそれはない。

また、本発明では、水位が一定程度上昇した後は、高圧用水密ゴムが扉体と当接し始めるように、高圧用水密ゴムの取り付け位置が決定されている。よって、本発明は、高水位の間、高圧用水密ゴムによって支承するので、扉体背面から強い押付力に耐えると共に、低圧用水密ゴムが過度に潰れるのを防止できる。そのため、本発明では、低圧用水密ゴムに永久歪みが生じることもなく、長時間加圧後の水位低下時においても漏水のおそれはない。

本発明によれば、低水位の段階から水密性に優れ、高水位時には強い支持力が得られると共に、低圧用水密ゴムが過度に潰れるのを防止し、これにより永久歪みによる漏水も防止できるので、常に良好な水密性が維持されて管路止水装置の信頼性が向上する。

本発明の水密構造を適用した管路止水装置の例を示した図である。 低圧用水密ゴムと高圧用水密ゴムからなる本発明の水密構造の例を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の左右方向中央で切断した場合の端面を示した図である。 本発明の特徴的部分である低圧用水密ゴムと高圧用水密ゴムの構造の一例を示した図である。 低水位時における本発明の作用・効果を示した図で、（ａ）は管路止水装置の全体図、（ｂ）は水密ゴムの部分の拡大図である。 高水位時における本発明の作用・効果を示した図で、（ａ）は管路止水装置の全体図、（ｂ）は水密ゴムの部分の拡大図である。 長時間加圧後の水位低下時における本発明の作用・効果を示した図で、（ａ）は管路止水装置の全体図、（ｂ）は水密ゴムの部分の拡大図である。 水密座を使用しない他の実施例の構成を示した図である。 従来の管路止水装置の水密構造の一例を示した図で、（ａ）は扉体が起立する前の状態、（ｂ）は扉体が起立した直後の低水位の状態、（ｃ）は高水位の状態の図である。

本発明は、低水位の段階から水密性に優れ、高水位時には強い支持力が得られ、長時間加圧後の水位低下時にも良好な水密性が維持される水密構造を提供するという目的を、低水位時、起立直後の扉体と当接するように位置決めされた低圧用水密ゴムと、水位が上昇した後に扉体と当接し始めるように位置決めされた高圧用水密ゴムとを用いることで実現した。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図７を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の水密構造を適用した管路止水装置の例を示した図である。

１は、津波の襲来時に、建物が津波によって流されなくても、建物に設置された外気導入口から給気ダクトなどの管路２を介して室内３に水が浸入することを防止するために、管路２内に設置された管路止水装置である。管路２の内部には、中央部に通気用の開口４ａを有する戸当り４が設置されている。

５は、戸当り４の上流側の面に近接配置された扉体である。この扉体５に対しては、平常時に閉塞しないように、保持部材によって所定の保持力が常に作用している。

一例として、本実施例の場合、扉体５は、平常時は、管路２内の床部側に凹んだピット部２ａの中に略水平の倒伏した状態に維持されている。一方、非常時は、図１に示すように、管路２の内部に浸入してきた水がピット部２ａ内に流入して、扉体５に浮力を生じさせる。

前記保持力は地震動では保持が解除されず、扉体５に生じる浮力によって解除されるように設定されている。よって、扉体５に生じる浮力が保持力を越えると、扉体５は下流側の回転軸５ａを支点として起立（浮上）し始める。それと同時に、扉体５の回転軸５ａに取り付けたバランサウエイト６が扉体５の起立旋回方向に回動すると、扉体５に起立方向のモーメントが与えられて扉体５は瞬時に起立し、戸当り４の開口４ａを水密状態に遮断して浸入してきた水が室内３側へ浸入するのを阻止する。

戸当り４の上流側の面であって、開口４ａの周囲には、本発明の特徴的部分である水密ゴム７が取り付けられている。本実施例では、図２（ａ）（ｂ）に示すような二重の四角枠状の水密ゴム７を使用し、内側には低水位時、起立直後の扉体５と当接するように位置決めされた軟らかい性状の低圧用水密ゴム７ａを、外側には水位が上昇した後に扉体５と当接し始めるように位置決めされた硬い性状の高圧用水密ゴム７ｂを取り付けている。

低圧用水密ゴム７ａは、浸水初期の低水位時や、浸水終期の水位が再び低下した時の水密性を確保するためのもので、硬度が低く、追従性に優れるゴムを使用する。その材質や硬度は特に限定されないが、一例としては、以下のものを用いることができる。下記市販品が直線部品として提供されている場合は、四角枠状に接合して使用すれば良い。
製品名：ネオロン（ＣＲスポンジ）／協和ゴム工業製
材 質：ＣＲ（クロロプレンゴム）、単泡スポンジ
硬 度：２０°
断面形状：中空カマボコ型断面

本実施例では、図３に示すように、パンク防止のための小孔７ａａを有した中空スポンジからなる低圧用水密ゴム７ａを使用している。また、低圧用水密ゴム７ａは、初期押し付け量を確保するために、高圧用水密ゴム７ｂよりも扉体５の起立旋回方向とは逆方向に若干突出させた位置に取り付けている。一例として、本実施例における突出量（図３中の矢印Ｘの部分の長さ）は２〜３mmの範囲である。なお、８は金属からなる水密座を、９は水密座８と戸当り４の間に設けるベースゴムを、１０は固定用のボルトを示す。

低圧用水密ゴム７ａは、例えばＯリングを利用することも考えられるが、低水位時においても扉体５との当接面の不陸を吸収できる低反発性と、高水位時の圧縮状態から素早く元の形状に回復する復元性の両方が求められる点を考慮すると、本実施例のように小孔７ａａを有した中空スポンジの構成が有利である。

一方、高圧用水密ゴム７ｂは、高水位時における水密と高水圧による強い押付力に対する支持力を確保し、低圧用水密ゴムが過度に押し潰されることを防止するためのもので、硬度が硬く、変形量が少ないゴムを使用する。その材質や硬度は特に限定されないが、一例として、次のものを用いることができる。
製品名：ネオロン（ＣＲスポンジ）／協和ゴム工業製
材 質：ＣＲ（クロロプレンゴム）
硬 度：５０°〜７０°

次に、図４〜図６を参照しながら、上記水密構造を採用した場合の作用・効果について説明する。

先ず、図４（ａ）に示すような低水位時は、扉体５の背面５ｃに作用する水圧は小さいが、本発明では、図４（ｂ）に示すように、起立直後の扉体５と当接するように扉体５の起立旋回方向の取付け位置が決定された低圧用水密ゴム７ａが、軟らかい性状であり、扉体５のスキンプレートの面５ｂと隙間無く接触して扉体５との間の水密性は良好となるので、バランサウエイト６の旋回力による押付力が中心であっても漏水のおそれはない。

よって、本発明によれば、低水位時の押付力を高めるためにバランサウエイト６の重量を増加させる必要はなく、平常時に扉体５に作用させる保持力を必要以上に強くする必要もない。そして、保持力を必要以上に強くする必要がなければ、それを上回る浮力を得るために扉体５を大型化することもないので、本発明によれば、管路２のサイズに応じたコンパクトな構成の装置を提供できる。

また、図５（ａ）に示すような高水位時は、扉体５の背面５ｃに水圧による強い押付力が生じるが、本発明では、図５（ｂ）に示すように水位が上昇した後に扉体５と当接し始めるように扉体５の起立旋回方向の取付け位置が決定された高圧用水密ゴム７ｂが、硬く変形しにくい性状であるため、高水位時においても扉体５をしっかりと支承し、かつ、低水圧用ゴム７ａが潰れ過ぎることもない。

よって、本発明では、硬度が低い低圧用水密ゴム７ａに永久歪みが生じるおそれもないので、図６（ａ）（ｂ）に示すように長時間加圧後に水位が低下した時においても漏水のおそれはない。

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。

例えば、図１〜図６の実施例では、低圧用水密ゴム７ａと高圧用水密ゴム７ｂを金属の水密座８に接着する構成を開示したが、この水密座８は必須ではなく、図７に示すように高圧用水密ゴム１７ｂに低圧用水密ゴム７ａを接着しても良い。

また、上記実施例では一例として扉体が１枚の装置を開示したが、本発明は、例えば上下２枚の観音開き式の扉体を有し、非常時は上段扉体が垂下方向に下段扉体が鉛直上向き方向に起立する管路止水装置にも適用できる。また、本発明は、実施例で示した固定構造物の管路内に設置された管路止水装置に限らず、どのような場所に設置された管路止水装置であっても適用できる。

１ 管路止水装置
２ 管路
２ａ 床部（ピット部）
３ 室内
４ 戸当り
４ａ 開口
５ 扉体
５ａ 回転軸
７ 水密ゴム
７ａ 低圧用水密ゴム
７ｂ，１７ｂ 高水位用水密ゴム

Claims (1)

1. 管路内に設置され、中央部に開口を有する戸当りと、
   前記戸当りの上流側の面に取り付けられた水密ゴムと、
   前記戸当りの上流側に近接配置され、非常時に前記戸当りの開口を塞ぐ扉体と、
   を有する管路止水装置の水密構造であって、
   前記水密ゴムは、
   低水位時、起立直後の前記扉体と当接するように位置決めされた低圧用水密ゴムと、
   前記低圧用水密ゴムよりも硬度が高く、水位が上昇した後に前記扉体と当接し始めるように位置決めされた高圧用水密ゴムとで構成されることを特徴とする管路止水装置の水密構造。

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