JP2017160593A - 陸上型フラップゲート設備 - Google Patents

Abstract

【課題】路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所で、かつ、屈曲部が存在する場合であっても設置を可能にする。【解決手段】一方の直線領域Ｓ1と他方の直線領域Ｓ2にそれぞれ設置する浮体式フラップゲート１１，１２と、これら両直線領域が交わる屈曲部Ｃに設置する側部戸当り２１とで構成された陸上型フラップゲート設備である。浮体式フラップゲート１１，１２は、基端側を支点１３ａとして先端側が起立搖動する複数の扉体１３を一列に並べて連結した構成である。側部戸当り２１は、浮体式フラップゲート１１，１２の起立搖動に先立ち、当該側部戸当り２１を上昇させる昇降機構４０を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、増水した水が流れ込まないようにする陸上型フラップゲート設備に関するものである。特に屈曲部が存在する場合にも効果的に水の流入を阻止することが可能な陸上型フラップゲート設備に関するものである。

増水時、増水した水が例えば生活空間や地下空間に流れ込むのを防止するため、流入しようとする水の浮力を利用して扉体を浮上させ、前記生活空間や地下空間へ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）。

このような浮体式フラップゲートを、例えば防潮堤の堤体天端面に敷設した場合、非常時のみ必要な高さが得られる。加えて、非常時以外は堤体の高さを低くできるので、陸側から海側の見晴らしがよくなって景観を阻害することがなくなる。

しかしながら、防潮堤の堤体天端面に敷設する浮体式フラップゲートの場合、防波堤の開口部に設置する浮体式フラップゲートに比べて、海水の流入を阻止する部分の長さが長くなる。

従って、防潮堤の堤体天端面に防潮壁を形成する浮体式フラップゲートの場合、複数の扉体を連続して配置し、全ての扉体をほぼ同時に起立させることで連続した防潮壁を形成している。このような防潮壁を形成する浮体式フラップゲート設備を、以下、「陸上型フラップゲート設備」という。

このような陸上型フラップゲート設備を構成する浮体式フラップゲートとして、出願人は、特許文献２で各扉体の背後にカウンタウエイトを配置したものを提案した。特許文献２で提案した浮体式フラップゲートの場合、従来の浮体式フラップゲートでは必要であった各扉体の側部戸当りを省略でき、平面性の確保が容易に行える。

また、特許文献２で提案した浮体式フラップゲートの場合、各扉体の側部戸当りを省略できる。従って、例えば空港の滑走路のように航空法の制限により滑走路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所でも設置することができる。

しかしながら、特許文献２で提案した浮体式フラップゲートであっても、屈曲部が存在する場合は、図８に示すように、中継のための側部戸当り１が必要になる。従って、屈曲部が存在する場所に空港の滑走路がある場合、当該滑走路には設置することができない。なお、図８中の２，３は浮体式フラップゲート、２ａ，３ａは浮体式フラップゲート２，３の扉体を示す。

特開２０１２−２４１４４９号公報 特開２０１５−２０３２７５号公報

本発明が解決しようとする問題点は、例えば空港の滑走路のように滑走路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所では、屈曲部が存在する場合は、従来の浮体式フラップゲートを設置することができないという点である。

本発明は、例えば空港の滑走路のように滑走路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所で、かつ、屈曲部が存在する場合であっても設置が可能な陸上型フラップゲート設備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、増水時に、増水した水の流入を阻止する陸上型フラップゲート設備であって、以下の構成を最も主要な特徴としている。

すなわち、本発明では、
一方の直線領域と他方の直線領域にそれぞれ設置する浮体式フラップゲートと、これら両直線領域が交わる屈曲部に設置する側部戸当りとを備えている。

そして、前記浮体式フラップゲートは、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搖動する複数の扉体を一列に並べて連結した構成である。一方、前記側部戸当りは、前記浮体式フラップゲートの起立搖動に先立ち、当該側部戸当りを上昇させる昇降機構を備えている。

上記構成の本発明によれば、例えば空港の滑走路のように滑走路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所で、かつ、屈曲部が存在する場合であっても、陸上型フラップゲート設備を設置することができる。

本発明における前記側部戸当りの昇降機構は、例えば、カウンタウエイトを降下させることによって、滑車、ロープを介して前記カウンタウエイトと連結された外筒を上昇可能に構成したものである。

前記側部戸当りのカウンタウエイトは、外部からの信号によって落下するように構成しておくことが望ましい。

また、本発明における側部戸当りの滑車を、カウンタウエイトに取付ける動滑車部と、前記動滑車部と相対する位置に固定配置する定滑車部とから構成すれば、カウンタウエイトのストロークが小さくなる。

また、本発明における側部戸当りの外筒の内面にレールを配置し、レールと相対する位置に配置したローラに案内されて外筒が上昇するようにした場合、外筒の上昇移動が円滑に行える。加えて、津波による荷重が作用した場合の安定性も確保することができる。

本発明では、例えば空港の滑走路のように滑走路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所で、かつ、屈曲部が存在する場合でも、陸上型フラップゲート設備を設置することができる。

本発明の陸上型フラップゲート設備を９０°の屈曲部が存在する場所に設置した場合の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は通常時の正面図、（ｃ）は津波到来前の側部戸当りの上昇時を示す正面図、（ｄ）は津波到来時を示す正面図である。 本発明の陸上型フラップゲート設備の側部戸当りの詳細構造を断面して説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は外筒上昇前の正面図、（ｃ）は外筒上昇後の正面図である。 本発明の陸上型フラップゲート設備の側部戸当りの構成要素であるカウンタウエイトを保持するストッパーの動作原理の一例を説明する図である。 本発明の陸上型フラップゲート設備の浮体式フラップゲートの一例を示す図で、（ａ）は倒伏状態の扉体を上方から見た図、（ｂ）は倒伏状態の扉体を側面方向から見た図、（ｃ）倒伏状態の扉体を先端側から見た図、（ｄ）倒伏状態の扉体を基端側から見た図、（ｅ）は止水膜を上方から見た図である。 本発明の陸上型フラップゲート設備を屈曲部が存在する場所に設置した場合の平面図で、（ａ）は屈曲部の角度が９０°未満の場合、（ｂ）は屈曲部の角度が９０°を超える場合である。 図１に示した本発明の陸上型フラップゲート設備を、図１に示した場合と海側と陸側が逆の屈曲部（屈曲部の角度２７０°）が存在する場所に設置した場合の平面図である。 （ａ）は本発明の陸上型フラップゲート設備を曲率半径の大きな屈曲部に設置した場合の平面図、（ｂ）は同じく屈曲部のない直線区間に設置した場合の平面図である。 従来の陸上型フラップゲート設備を屈曲部が存在する場所に設置した場合の問題点を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

本発明は、例えば空港の滑走路のように滑走路面よりも高い側部戸当りを常設できない場所で、かつ、屈曲部が存在する場合でも、陸上型フラップゲート設備を設置可能にすることを目的としている。

そして、上記目的を、浮体式フラップゲートを設置する一方の直線領域と他方の直線領域が交わる屈曲部に設置する側部戸当りを、浮体式フラップゲートの起立搖動に先立ち、昇降機構で上昇可能に構成することで実現した。

本発明を実施するための一実施例を、図１〜図４を用いて詳細に説明する。
１１は一方の直線領域Ｓ1に設置する浮体式フラップゲート、１２は他方の直線領域Ｓ2に設置する浮体式フラップゲートである。

これら浮体式フラップゲート１１，１２は、図４に示すように、陸側に位置する基端側を支点１３ａとして、海側に位置する先端側が起立搖動する複数の扉体１３を一列に並べ、水密状態を維持して連結した構成である。

この水密状態の連結は、例えば、扉体１３の基端側から先端側に向かって幅が漸次拡大する、上方から見て台形の止水膜１４を、隣り合う扉体１３間に配置し、隣り合うそれぞれの扉体１３に水密ゴムを介して締付け固定することによって行っている。

そして、それぞれの扉体１３の例えば基端面にロープ１５の一端を取付けている。ロープ１５の他端は、扉体１３の基端部が位置する陸側に設けた支柱１６の内部空間に配置した２個の定滑車１７ａ，１７ｂを介してカウンタウエイト１８に取付けている。

この際、前記定滑車１７ａ，１７ｂは、扉体１３の起立途中又は倒伏途中でカウンタウエイト１８が最下点となり、起立開始時又は倒伏開始時には起立や倒伏を補助する一方、起立完了前又は倒伏完了前には起立の抵抗又は倒伏の抵抗として作用する位置に設置する。

上記構成の浮体式フラップゲート１１，１２は、起立開始時又は倒伏開始時には水位への追従性が良くなる。一方、起立完了前又は倒伏完了前には起立又は倒伏の衝撃を緩和することができる。

また、前記支柱１５の天井面を倒伏状態の扉体１３の表面と略同じ高さとすれば、扉体１３が倒伏状態の場合は、倒伏状態の扉体１３より高い浮体式フラップゲート１１，１２の構成要素が存在しないので、景観を阻害することがなくなる。

２１は前記両直線領域Ｓ1，Ｓ2が交わる、例えば９０°の角度θの屈曲部Ｃに設置する側部戸当りである。この側部戸当り２１は、例えば図２に示すように、屈曲部Ｃの地中に埋設した躯体２２と、この躯体２２の上面に設置した枠組み構造体２３と、これら躯体２２及び枠組み構造体２３を覆う外筒２５と、この外筒２５の昇降機構４０を備えている。
なお、扉体１３の側部戸当り２１と相対する側には水密ゴム（図示省略）が設けられている。

図２に示した実施例では、前記枠組み構造体２３は、４本の水平直線部材２３ａａを井桁状に形成した上部水平枠組み２３ａと、同じく４本の水平直線部材２３ｂａを井桁状に形成した下部水平枠組み２３ｂの、四隅を４本の鉛直直線部材２３ｃで繋いだものを示している。

そして、枠組み構造体２３の上部水平枠組み２３ａの下方に、図示しない連結部材を介して定滑車部２６を取付けている。この定滑車部２６は、一列に整列配置した６個の定滑車２６ａを、回転自在に両側から挟持部材２６ｂで挟んだ構成である。そして、枠組み構造体２３の上部水平枠組み２３ａ及び下部水平枠組み２３ｂの四隅には、それぞれ各２個のローラ２７を９０°の角度を有するように突出状に配置して計１６個設けている。

一方、前記外筒２５の内周面の、前記ローラ２７と相対する位置には、上下方向に延びるレール２８を設置し、このレール２８を前記ローラ２７が案内することによって、外筒２５が躯体２２に対して円滑に上下移動し、かつ津波作用時の水圧荷重に対しても安定性を確保できるようにしている。

また、前記枠組み構造体２３の内側で、前記定滑車部２６を構成する６個の定滑車２６ａの下方にカウンタウエイト２４を配置している。そして、このカウンタウエイト２４の上部の切欠き部に、動滑車部２９を構成する３個の動滑車２９ａを一列に整列配置して取付け、これら定滑車２６ａ及び動滑車２９ａを介して前記カウンタウエイト２４を吊上げ可能なようにワイヤロープ３０を掛け渡している。

前記ワイヤロープ３０の一端と他端は、前記定滑車２６ａ及び前記動滑車２９ａの整列方向における前記外筒２５の相対する内面の下部位置に設けた支承部３１ａ，３１ｂにそれぞれ固定している。

そして、カウンタウエイト２４が躯体２２の上面に載置状態となったときに外筒２５は上昇限位置となり、カウンタウエイト２４が躯体２２から離れて上方に吊上げられたときに外筒２５が最も降下した位置となるように、ワイヤロープ３０の両端の固定位置を決定する。

図２に示した実施例では、カウンタウエイト２４、定滑車部２６、動滑車部２９、ワイヤロープ３０、ローラ２７、及びレール２８で昇降機構４０を構成している。

前記昇降機構４０の場合、カウンタウエイト２４の正味の重量を、レール２８を設置した外筒２５の正味の重量よりも若干大きくなるように決定しておく。そして、通常時には、躯体２２から離れた上方位置でストッパー３２によって保持するようにする。

ここで、正味の重量とは、動滑車２９ａの数や、定滑車２６ａ及び動滑車２９ａの機械抵抗を考慮したうえでの、カウンタウエイト２４と外筒２５それぞれの下向きの力をいう。

前記ストッパー３２の一例を図３に示す。図３に示したストッパー３２は、動滑車２９ａの整列方向におけるカウンタウエイト２４の両側方に配置した油圧シリンダ３２ａのロッドの出退移動を、外部からの信号によって電磁弁３２ｂを開閉することによって行う構成である。そして、ロッドの突出限位置でカウンタウエイト２４を保持する際には、外部からの信号によって電磁弁３２ｂを閉じてカウンタウエイト２４が降下しないようにする。

前記構成の浮体式フラップゲート１１，１２及び側部戸当り２１を備えた本発明の陸上型フラップゲート設備では、通常時は、図１（ａ）に示すように、その上面が倒伏状態の扉体１３と略同じ高さとなるように設ける。このようにすることで、設備全体としての平面性を確保できる。

そして、津波の到来が予想されるときには、津波の到来前に、外部からの信号によって電磁弁３２ｂを開いてカウンタウエイト２４を躯体２２の上面に至るまで降下させ、外筒２５を上昇させる（図１（ｂ）参照）。このとき、カウンタウエイト２４の直下における躯体２２の上面に干渉ゴム３３を設けておけば、カウンタウエイト２４が降下して躯体２２の上面に至ったときの衝撃を緩和することができる。

その後、津波が到達した際は、扉体１３に作用する浮力で、浮体式フラップゲート１１，１２の扉体１３が起立して連続した防潮壁を形成し、津波の浸入を防止する（図１（ｃ）参照）。

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、フラップゲート１１，１２、側部戸当り２１、側部戸当り２１の昇降機構４０の構成などは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、上記の実施例では、複数の動滑車２９ａを使用してカウンタウエイト２４の昇降ストロークが小さくなるようにしたものを示したが、この場合、カウンタウエイト２４の重量が増加する。従って、カウンタウエイト２４の昇降ストロークを確保できる場合には、動滑車２９ａを使用せずにカウンタウエイト２４の重量軽減を図ってもよい。

また、上記の実施例では、ストッパー３２を構成する電磁弁３２ｂの開閉を外部からの信号によって行うものを示したが、外部からの信号は、人為的な操作、地震波の検知による自動的な信号、津波警報と連動した自動的な信号等のいずれの信号でも良い。また、通信設備も、有線、無線のいずれでも良い。また、ストッパー３２の動作原理は、実施例で示した油圧シリンダ３２ａに限らず、カウンタウエイト２４が降下しないように保持できるものであれば、電磁石等を使用したものでも良い。

また、上記の実施例では、１６個のローラ２７で外筒２５を支持し、１本のワイヤロープ３０でカウンタウエイト２４を吊り下げているが、使用するローラ２７の数やワイヤロープ３０の本数は、施設の規模に応じて適宜決定すればよい。また、躯体２２の上面に干渉ゴム３３を設ける場合、干渉ゴム３３の配置位置、寸法、材質は施設の規模に応じて適宜決定する。

また、上記の実施例では説明していないが、カウンタウエイト２４の円滑な昇降移動や地震時の搖動低減のためには、カウンタウエイト２４の昇降移動を案内し、地震時の搖動を低減するためのガイドを設けることが望ましい。

また、上記の実施例は、９０°の角度θの屈曲部Ｃに設置したものについて説明しているが、屈曲部の角度θは９０°に限らず、図５（ａ）に示すように９０°未満でも、図５（ｂ）に示すように９０°を超える場合であってもよい。

また、図６に示すように、屈曲部の角度θが９０°の場合と海側及び陸側が逆の場合（屈曲部の角度θが２７０°の場合）であってもよい。

また、本発明の陸上型フラップゲート設備は、図７（ａ）に示すように曲率半径の大きな屈曲部にも、また図７（ｂ）に示すように直線区間にも設置することができる。この場合、側部戸当り２１の対向する側面にフラップゲート１１，１２が配置される。

１１，１２ 浮体式フラップゲート
１３ 扉体
１３ａ 支点
２１ 側部戸当り
２４ カウンタウエイト
２５ 外筒
２６ 定滑車部
２６ａ 定滑車
２７ ローラ
２８ レール
２９ 動滑車部
２９ａ 動滑車
３０ ワイヤロープ
３２ ストッパー
４０ 昇降機構
Ｓ1 一方の直線領域
Ｓ2 他方の直線領域
Ｃ 屈曲部

Claims (5)

1. 増水時に、増水した水の流入を阻止する陸上型フラップゲート設備であって、
   一方の直線領域と他方の直線領域にそれぞれ設置する浮体式フラップゲートと、これら両直線領域が交わる屈曲部に設置する側部戸当りとを備え、
   前記浮体式フラップゲートは、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搖動する複数の扉体を一列に並べて連結した構成であり、
   前記側部戸当りは、前記浮体式フラップゲートの起立搖動に先立ち、当該側部戸当りを上昇させる昇降機構を有することを特徴とする陸上型フラップゲート設備。
2. 前記側部戸当りの昇降機構は、カウンタウエイトを降下させることによって、滑車、ロープを介して前記カウンタウエイトと連結された外筒を上昇可能に構成したものであることを特徴とする請求項１に記載の陸上型フラップゲート設備。
3. 前記カウンタウエイトは、外部からの信号によって降下するように構成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の陸上型フラップゲート設備。
4. 前記ロープを案内する前記滑車は、カウンタウエイトに取付ける動滑車部と、前記動滑車部と相対する位置に固定配置する定滑車部とからなることを特徴とする請求項２又は３に記載の陸上型フラップゲート設備。
5. 前記外筒の上昇移動は、内面にレールを配置した前記外筒が、前記レールと相対する位置に配置したローラに案内されて上昇することにより行われることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の陸上型フラップゲート設備。

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