JP4038436B2

JP4038436B2 - 転倒ゲート装置

Info

Publication number: JP4038436B2
Application number: JP2003019974A
Authority: JP
Inventors: 兼司山川
Original assignee: 日工株式会社; 日工マシナリー株式会社
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: JP2004232255A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や水路などの水底部に遮水用のゲート板を起立、転倒自在に設置してなる転倒ゲート装置において、特に河川や水路などの水位の変動に応じて自動的にゲート板が転倒して河川や水路などを開放する転倒ゲート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、河川や水路などには、農業用水などの取水を行うための取水口を開口し、水路内を流下する水流を適宜堰き止めて前記取水口の高さ位置まで水位を上昇させ、水流の一部を取水口へ流して取水するようにした取水装置を設置しており、それら取水装置の一つに転倒ゲート装置がある。この転倒ゲート装置は、水路を横断する方向へ水路幅に亘って遮水用のゲート板を配置すると共に、該ゲート板の下端部を水路の水底部へ回動可能に軸支し、液圧シリンダなどの駆動装置により起立、転倒自在とする一方、ゲート板上流側には水位検知用のフロートなどを備え、前記液圧シリンダの液圧開放用バルブの操作レバーを前記フロートの昇降動作と連動して回動するように備えており、この操作レバーが所定位置まで回動すると液圧を開放して液圧シリンダが短縮し、自動的にゲート板が転倒するようにしている。
【０００３】
上記転倒ゲートは、集中豪雨や台風などによる増水時には、ゲート板上流側の水位の上昇に応じてフロートが上昇し、このフロートの上昇動作に連動して操作レバーが水路の氾濫のおそれがある水位と予測される所定位置まで回動すると、液圧シリンダの液圧が開放されて自動的にゲート板が転倒し、水流の妨げとならないように水路を開放して水路の氾濫を防止している。
【０００４】
また、通常の使用形態としては、ゲート板を起立して水流を堰き止め、水流の一部を上流の取水口へと取り込んで取水を行う一方、ゲート板を越流して下流側へ流れる水流を下流地域にて利用している。
【０００５】
ところで、近年においては何れの河川や水路に限らず一様に水量が減少傾向にあり、特に農業用の小規模な水路などでは、水路の上流側で常時ゲート板を起立させたままにして連続的に無制限に取水を行えば、水量そのものが少ないためにいつまでも少量の水流しかゲート板を越流せず、その結果、下流側では十分な取水量が確保できず、下流側の水路利用者は不満を抱くような状況となっている。
【０００６】
そこで、このような近年の水利事情に対応するために、従来では集中豪雨や台風などの大幅な増水時に対してのみ稼働させていたゲート板の自動転倒機能を、通常時であってもある程度の水位となれば作動させるようにした方法を採用することがある。即ち、ゲート板上流側の水位がこれ以上水流を堰き止めると下流側の取水に支障を来すと考えられる水位、例えばゲート板上を２０ｃｍ程度以上の高さで越流するような水位をフロートが検知すると、液圧シリンダの液圧を開放して自動的にゲート板を完全に転倒させ、速やかに貯水していた水を下流へ放流すると共に、一時的に水路を開放して暫くの間水流を下流へ流下させた後、再び液圧シリンダを伸長してゲート板を起立させて上流側での取水を再開するといった方法である。この方法であれば、上流側の取水を断続的なものとして取水量を制限させることができる。
【０００７】
ところが、最近の水不足はより深刻な状況にあり、上記方法を採用してもなお下流側では十分な取水量を確保することができないため、最近では、ゲート板上流側の水流がゲート板を越流する寸前の水位（以下越流０ｃｍという）となれば直ちにゲート板を転倒させるように設定するといったケースが増えてきており、またその精度も上流側と下流側との水利権の絡みもあり、越流０ｃｍから水位差１ｃｍ以内において確実に転倒するようにといった非常にシビアな要求をされる場合が多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水路内の水流には絶えず脈動や乱流などといったものがあってどうしてもフロートは安定せず振れ動いてしまい、その振動の幅も１ｃｍを越えることも珍しくない。そして、従来の装置では、このフロートの振動に追随して操作レバーも回動してしまうため、例えゲート板上流側の水位が越流０ｃｍ付近となっても、操作レバーは開放バルブの開放動作が作動するかしないかの不安定な位置を繰り返し回動することになる。したがって、開放バルブの開放動作状態を継続して保持することができず、越流０ｃｍとなってもなかなかゲート板が転倒しなかったり、或いは途中までしか転倒しなかったりするような場合が生じるおそれがあり、前記した越流０ｃｍ時のゲート板の確実で完全な転倒という要求に応えることは難しかった。
【０００９】
また、従来装置のフロートに代えて水流の脈動の影響を受けにくいような、例えば光電管センサーや超音波センサーなどの電気的な水位計を採用し、これらのセンサーが越流０ｃｍを検知すれば液圧シリンダの液圧を自動的に開放するという方法もあるが、センサーそのもののコストに加えて、現地まで電気を引く必要もあってコスト的に問題があるだけでなく、屋外に設置するものであることから当然風雪などに晒されるため、電気的なセンサーはメンテナンス上不利であり、実際に採用することは難しいと考えられる。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑み、メンテナンスに有利なごくシンプルな構成でありながら、高精度でかつ確実にゲート板を転倒させることのできる転倒ゲート装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の転倒ゲート装置にあっては、河川や水路などの水底部に遮水用のゲート板を起立、転倒自在に設置してなる転倒ゲート装置であって、前記ゲート板を起立状態で支持する液圧シリンダを配設し、該液圧シリンダの液圧を開放することでシリンダを短縮させてゲート板を転倒させる開放バルブを備え、該開放バルブにはバルブを開閉操作する操作レバーを上下方向へ回動自在に備え、該操作レバーが上方向へ所定角度以上回動しているときに前記開放バルブが開放動作するように構成すると共に、ゲート板の上流側には河川や水路などの水位に応じて昇降するフロートを備え、該フロートの昇降に連動して前記開放バルブの操作レバーが上下方向へ回動するようにフロートと操作レバー先端部とを連結ロッドにて連結する一方、操作レバーには、レバーの回動方向と略平行に配した複数の係止溝と、該係止溝に係止させて操作レバーが下方向へ回動するのを規制する係止爪と、からなるラチェット機構を備えたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる転倒ゲート装置によれば、例えば、越流０ｃｍにてゲート板を転倒させる場合には、先ず、越流０ｃｍ時のフロート位置に対応する操作レバーの回動位置で液圧シリンダの液圧が開放されるように予め設定しておく。そして、液圧シリンダを伸長させてゲート板を起立した状態で保持させて水流を堰き止め、その一部を取水口へと流下させて取水を行う一方、取水口へ流下しなかった水流はゲート板上流側に一旦貯水していく。そして、このゲート板上流側の水位の上昇に伴ってフロートが上昇し、このフロートの上昇動作に連動して操作レバーが上方向へと回動していく。このとき、操作レバーに備えたラチェット機構の係止爪がレバーの回動に合わせて各係止溝を係止していき、操作レバーが下方向へと回動するのを規制している。そして、越流０ｃｍとなり、操作レバーが予め設定しておいた液圧の開放位置となれば直ちに液圧が開放され、液圧シリンダが短縮してゲート板が転倒し、貯水していた水を速やかに放流すると共に水路を開放する。また、液圧の開放中に水流の脈動などによってフロートが下降したとしても、操作レバーはラチェット機構によって下方向へは回動しないので、開放バルブの開放動作は安定して保持され、ゲート板は確実かつ完全に転倒する。
【００１３】
このように、操作レバーが液圧を開放する位置を一旦越えて回動してしまえば、操作レバー位置はラチェット機構によって確実に保持されるため、ゲート板の転倒条件が越流０ｃｍでその精度が１ｃｍ以内などといった高い要求にも十分に応えることができると共に、装置構成も電気的なものを使用しない非常にシンプルなものであり、コスト的にも、またメンテナンス的にも好適である。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図中のＡは農業用などの水路、Ｂはその水路Ａから個々の田畑などへ水を供給するための取水路であり、水路Ａの側面部に開口させた取水口Ｃを介して連結している。ここで、前記取水口Ｃは水路Ａの底面部よりも高い位置に開口させており、後述するゲート板２を転倒させているときには、取水路Ｃへと水流が流れ込まない構造としている。
【００１６】
１は本発明の転倒ゲート装置であって、前記取水口Ｃよりも下流側において、水路Ａを横断する方向へ水路幅に亘って遮水用のゲート板２を配置し、該ゲート板２の下端部を水路Ａの水底部に回動自在に軸支していると共に、ゲート板２の下流面側には液圧シリンダである油圧シリンダ３を備えており、該油圧シリンダ３の駆動にてピストンロッド４を伸縮動作させ、これによってゲート板２を水路Ａの水底部に対して起立、転倒自在としている。なお、ゲート板２を設置する水路Ａの水底部には図１に示すように段差を設けており、ゲート板２を転倒させた際に水流の妨げとならないように図っている。
【００１７】
５は前記油圧シリンダ３へシリンダ駆動用の油圧を供給するための油圧ユニットであって、図示しない油圧供給レバーなどを手動操作することにより、油圧供給配管６を介して油圧シリンダ３へ油圧を供給し、それに応じてピストンロッド４が伸長してゲート板２を起立させ、その状態のままでゲート板２を支持可能とする構成としている。
【００１８】
また、前記油圧供給配管６の途中には、油圧シリンダ３の油圧を開放するための開放バルブ７を配設しており、該開放バルブ７を開放操作すると油圧シリンダ３の油圧が開放され、それに応じてピストンロッド４が短縮してゲート板２が転倒するようにしている。８はバルブを開閉操作するための操作レバーであって、基端部を前記開放バルブ７に軸支し、図２に示すように、上下方向へ回動自在としており、油圧が供給可能な略水平状態の操作レバー８を上方向へ所定角度、例えば２〜３度程度以上回動させると開放バルブ７が開放動作する構成としている。
【００１９】
一方、ゲート板２よりも上流側には、水路Ａ内を流下する水流の水位を検知するためのフロートユニット９を配設している。前記フロートユニット９は、本体であるフロート１０と、該フロート１０が昇降する空間である略円筒形状のフロート室１１、及びフロート１０と前記開放バルブ７の操作レバー８の先端部とを連結する連結ロッド１２から主体を構成しており、水路Ａ内の水流を連絡道１３を介してフロート室１１内に導き、この水位に応じて前記フロート１０を昇降させ、更にこのフロート１０の昇降に連動して操作レバー８が上下方向へと回動するようにしている。また、前記連絡道１３の水路Ａ側の開口部には、フロート室１１内へゴミなどが流れ込まないように格子１４などを取り付けている。
【００２０】
また、前記操作レバー８の中間部には、図２に示すように、操作レバー８の回動を上方向へのみ可能とし、下方向へは回動しないように規制するラチェット機構１５を備えている。前記ラチェット機構１５は、操作レバー８の側部近傍の適宜部材に固着したベース材１６と、操作レバー８に対して上下方向へ回動自在に軸支した係止片１７と、から主体を構成している。前記ベース材１６の一側辺には、操作レバー８の回動方向と略平行に複数の係止溝１８を刻設している一方、係止片１７の先端部には、係止溝１８に係止可能なように略下向きに係止爪１９を備えており、バネ体２０にて係止片１７と操作レバー８とを連結して係止片１７先端の係止爪１９を係止溝１８方向へ付勢させ係止させ、操作レバー８の上方向へのみ回動可能としている。
【００２１】
したがって、水位の上昇によってフロート１０が上昇しようとする結果、操作レバー８に上方向への回動力が加わったときには、係止爪１９は係止溝１８へ係止しながら上方向へと摺動していくため、操作レバー８はフロート１０が上昇した分、即ち水位の上昇分だけそのまま回動する。一方、水位が下降すると、フロート１０が下降しょうとして操作レバー８に下方向への回動力が加わるが、係止爪１９が係止溝１８に堅く係止するため、操作レバー８は回動することなくその時点での回動位置を保持する。
【００２２】
そして、越流０ｃｍ付近でフロート１０が上昇して操作レバー８が回動するようにフロート１０の位置調整を行うと共に、丁度越流０ｃｍとなったときに操作レバー８が開放バルブ７を開放動作させる角度である２〜３度程度回動するように調整している。これによって、水位が一瞬でも越流０ｃｍを越えれば、操作レバー８は開放バルブ７を開放動作させる位置を確実に保持し、その後、水流の脈動や乱流などによって水位が下降したとしても、開放バルブ７は途切れなく開放し続けて油圧シリンダ３から油圧を開放し、ゲート板２を完全に転倒させるようにしている。
【００２３】
なお、転倒したゲート板２を再び起立させる際に、係止爪１９の係止溝１８への係止を解除するときは、手で係止片１７を掴んでバネ体２０の付勢力に逆らって係止片１７を係止溝１８から遠ざける方向へ引っ張って解除する。なお、係止片１７に鎖などを取り付けてその鎖を引っ張るようにして解除しても良い。
【００２４】
しかして、上記転倒ゲート装置１を使用してゲート板２上流側の水位が所定の高さ、例えば、越流０ｃｍとなればゲート板２を転倒させるようにするのであれば、フロート１０の位置を調整し、越流０ｃｍ時の水位となれば操作レバー８を回動させて開放バルブ７が開放動作するように予め調整しておく。そして、油圧ユニット５を操作して油圧シリンダ３へ油圧を供給してゲート板２を起立させ、水路Ａ内の水流を堰き止めて取水路Ｂへ水流を流下させて取水を行う。
【００２５】
取水中にゲート板２上流側では水位が次第に上昇し、越流０ｃｍ付近の水位となればそれに応じてフロート１０が上昇していき、操作レバー８が上方向へ回動していく。このとき、操作レバー８は、ラチェット機構１５により、上方向へのみスムーズに回動し、下方向へは係止爪１９が係止溝１８に係止して回動を規制するため、水流の脈動や乱流などによって水位が激しく上下動したとしても、操作レバー８は一瞬でも最大に回動した位置を保持し続ける。そして、水位が越流０ｃｍとなれば、開放バルブ７は開放動作し、油圧シリンダ３が短縮してゲート板２は完全に転倒し、貯水していた水を速やかに放流すると共に水路Ａを開放する。
【００２６】
また、開放バルブ７の開放動作後に水位が下がってフロート１０が下降したとしても、操作レバー８はラチェット機構１５によって下方向へは回動せずにその位置を保持するため、開放バルブ７の開放はそのまま行われ、ゲート板２は途中で停止することなく確実かつ完全に転倒する。
【００２７】
このように、開放バルブ７の操作レバー８にラチェット機構１５を備えることにより、水流の脈動や乱流にも影響を受けず、所望の水位で精度良くかつ確実にゲート板２を転倒させることができ、例えば、ゲート板２の転倒条件が越流０ｃｍでかつその精度が１ｃｍ以内などといった高い要求に対してであっても十分に応えることができる。また、ラチェット機構１５という機械的で、シンプルな装置構成によるものなので、コスト面やメンテナンス面において大変有利である。更に、現場に応じ、ゲート板２を転倒させる水位を個別に設定する場合にも、フロート１０の位置を適宜調整すれば容易に変更することができ、あらゆる状況に対してフレキシブルに対応することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る転倒ゲート装置によれば、河川や水路などの水底部に遮水用のゲート板を起立、転倒自在に設置してなる転倒ゲート装置であって、前記ゲート板を起立状態で支持する液圧シリンダを配設し、該液圧シリンダの液圧を開放することでシリンダを短縮させてゲート板を転倒させる開放バルブを備え、該開放バルブにはバルブを開閉操作する操作レバーを上下方向へ回動自在に備え、該操作レバーが上方向へ所定角度以上回動しているときに前記開放バルブが開放動作するように構成すると共に、ゲート板の上流側には河川や水路などの水位に応じて昇降するフロートを備え、該フロートの昇降に連動して前記開放バルブの操作レバーが上下方向へ回動するようにフロートと操作レバー先端部とを連結ロッドにて連結する一方、操作レバーには、レバーの回動方向と略平行に配した複数の係止溝と、該係止溝に係止させて操作レバーが下方向へ回動するのを規制する係止爪と、からなるラチェット機構を備えたので、水流の脈動や乱流などに対しても影響を受けることのない高精度でかつ確実なゲート板の転倒を実現することができ、また、ラチェット機構を用いたシンプルな機械式であってコスト面やメンテナンス面において有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転倒ゲート装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の一部省略要部拡大図である。
【符号の説明】
１…転倒ゲート装置２…ゲート板
３…油圧シリンダ（液圧シリンダ）５…油圧ユニット
６…油圧供給配管７…開放バルブ
８…操作レバー９…フロートユニット
１０…フロート１１…フロート室
１２…連結ロッド１５…ラチェット機構
１８…係止溝１９…係止爪
Ａ…水路Ｂ…取水路
Ｃ…取水口

Claims

河川や水路などの水底部に遮水用のゲート板を起立、転倒自在に設置してなる転倒ゲート装置であって、前記ゲート板を起立状態で支持する液圧シリンダを配設し、該液圧シリンダの液圧を開放することでシリンダを短縮させてゲート板を転倒させる開放バルブを備え、該開放バルブにはバルブを開閉操作する操作レバーを上下方向へ回動自在に備え、該操作レバーが上方向へ所定角度以上回動しているときに前記開放バルブが開放動作するように構成すると共に、ゲート板の上流側には河川や水路などの水位に応じて昇降するフロートを備え、該フロートの昇降に連動して前記開放バルブの操作レバーが上下方向へ回動するようにフロートと操作レバー先端部とを連結ロッドにて連結する一方、操作レバーには、レバーの回動方向と略平行に配した複数の係止溝と、該係止溝に係止させて操作レバーが下方向へ回動するのを規制する係止爪と、からなるラチェット機構を備えたことを特徴とする転倒ゲート装置。