JP4042038B2 - フローティングフラップゲート - Google Patents
フローティングフラップゲートInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フローティングフラップゲートに関し、空気の出し入れで起倒させる場合の動力の大幅削減を可能としたもので、特に幅が５００ｍ程度の航路など、大径間であっても開閉して船舶の航路を確保しながら防潮堤として使用できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から高潮を防ぐため河川や運河などの河口に防潮ゲートが設けられており、高潮が予想される場合にゲートを閉じるとともに、ゲート内側の水位の上昇に応じて排水できるように防潮ゲートに隣接して排水機場を設けてポンプで排水するようにしている。
【０００３】
このような高潮を防ぐため、河川や運河ごとに防潮ゲートを設置するとともに、排水機場を設置すると、それぞれの運転保守管理が必要となることから、これらを統合して、例えば５００ｍ程度の大径間の防潮ゲートを設けることが考えられている。
【０００４】
一方、これまで大径間の防潮ゲートとしてはリフティングタイプのシェルゲートが多く用いられているが、最大径間は６０ｍ程度であり、リフティングタイプのトラスゲートでは、使用されている例は少ないものの、最大径間が９０ｍのものがある。
【０００５】
さらに、径間の大きなゲートとしては、垂直ヒンジタイプのセクターゲートが用いられ、オランダのマエスラント可動堰で世界最大の径間が３６０ｍのものが稼動している。
【０００６】
ところが、リフティングタイプのゲートでは、径間の２乗に比例して曲げモーメントが大きくなり、径間の３乗に比例して撓み量が大きくなることから、径間が１００ｍ以上のものは実現困難である。
【０００７】
一方、垂直ヒンジタイプのセクターゲートでは、径間が大きいものが作られているものの、背後に巨大な支持構造物が必要となり、径間が５００ｍ程度の大きなものを構築することは現状では不可能に近く、例え構築できるとしても膨大なコストが掛かってしまう。
【０００８】
そこで、フローティングタイプのフラップゲートを用いることが考えられ、イタリアでは径間が４２０ｍのものが計画（モーゼ計画）されており、２０ｍ単位の長さのゲートを並べて、独立させて作動させることから、設置台数を増大することで最大径間の規制は原理的にはなくすことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このフローティングタイプのフラップゲートでは、扉体を中空構造とし、水路底部に回動可能に取り付けておき、扉体の内部に水を入れて常時は倒伏状態としておき、高潮の恐れなどでゲートを閉じる必要が場合には、コンプレッサを運転して圧縮空気を送り込んで扉体に浮力を与えて起立状態とするようにしている。
【００１０】
一方、防潮ゲートとして用いる場合には、常時は航路となっていことから交通の障害とならぬように短時間に開閉する必要がある。
【００１１】
ところが、短時間に扉体を閉じようとすると、大量の空気を送り込まなければならず、そのため大規模な設備と動力を必要とするという問題がある。
【００１２】
また、圧縮空気の供給設備で、万一、停電、燃料切れ、機械の故障などが生じると、圧縮空気を供給できず、扉体を起立してゲートを閉じることができなくなるという問題もある。
【００１３】
この発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、扉体の起立・倒伏のために大規模な設備や動力を必要とせず、万一、停電などがあっても確実に閉じることができるフローティングフラップゲートを提供しようとするものである。
【００１４】
また、この発明は、扉体の起立・倒伏に必要な開閉弁などの腐食の防止や保守点検の容易化を図ることができるフローティングフラップゲートを提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためフローティングフラップゲートについて鋭意研究を重ねた結果、水が入って倒伏状態の扉体では、水を排水できれば必ずしも圧縮空気を送って排水する必要がなく、扉体の内部の水を排水できる貯水槽を扉体よりも下方に設置すれば、起立のために集中して大動力を必要とせず、次の起立の必要な時までに貯水槽内を空にすれば良いことを見出だし、この発明を完成したものである。
【００１６】
また、開閉弁などを水中に設置する場合に比べ、気中に設置できれば腐食を防止できるとともに、保守点検などがやり易くなることからこのために必要な構造を見出だし、この発明を完成したものである。
【００１７】
この発明の請求項１記載のフローティングフラップゲートは、中空構造の扉体を水路底部に回動可能に支持し、当該扉体内に空気を入れて起立状態にするとともに、空気に代えて水を入れて倒伏状態にするフローティングフラップゲートであって、前記扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部より前記空気用の配管の端部を上方に配置したことを特徴とするものである。
【００１８】
このフローティングフラップゲートによれば、扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内の端部に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部の開閉弁より前記空気用の配管の端部の開閉弁を上方に配置するようにしており、扉体を起立させてゲートを閉じる場合には、扉体の内部の水を、開閉弁の開閉操作だけで、円滑に貯水槽内に排水できるようになり、次にゲートを閉じる必要があるまでの期間を利用してポンプで貯水槽内を排水すれば良く、大動力を必要とせず、しかも停電などの場合にも容易に対応してゲートの開閉ができるようにしている。
【００２１】
さらに、この発明の請求項２記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項１記載の構成に加え、前記開閉弁を操作する通路を水路底部に設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
このフローティングフラップゲートによれば、開閉弁を操作する通路を水路底部に設けるようにしており、通路を介して開閉弁を操作することができ、停電などで遠隔操作できない場合でも容易に対応してゲートを操作することができるようになる。
【００２３】
また、この発明の請求項３記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項１記載の構成に加え、前記貯水槽と前記扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
このフローティングフラップゲートによれば、貯水槽と扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けるようにしており、扉体と貯水槽には、水中に位置する配管が設けられるものの、排水用開閉弁および給水用開閉弁を貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けて気中に設置することで、腐食を防止するとともに、保守点検などをやり易くするようにしている。
【００２５】
さらに、この発明の請求項４記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項３記載の構成に加え、前記空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
このフローティングフラップゲートによれば、空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けるようにしており、空気配管に設けた空気用開閉弁を閉じることで、一層完全に密閉状態を保持するようにし、しかも空気用開閉弁を気中に設置することで、腐食を防止するとともに、保守点検などをやり易くするようにしている。
【００２７】
また、この発明の請求項５記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項３または４記載の構成に加え、前記水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けたことを特徴とするものである。
【００２８】
このフローティングフラップゲートによれば、水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けるようにしており、排水用のポンプも気中に設置することで、腐食を防止するとともに、保守点検などをやり易くするようにしている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかり、図１は全体および一部分を拡大した概略構成図、図２は横断面図およびＡ−Ａ断面図である。
【００３０】
このフローティングフラップゲート１０は、例えば径間が５００ｍ程度の水路（航路）等を開閉する防潮ゲートとして利用されるもので、水路１１を挾んで対向する両端部にゲート支持部１２がそれぞれ設けられ、これらゲート支持部１２間を開閉するため複数に分割された中空構造の扉体（ゲート）１３が設けられ、例えば各扉体１３が２０ｍ程度とされる。この扉体１３は内部に空気を入れることで得られる浮力で起立状態となり、空気に代わり水を入れてその重さで倒伏状態にし、水路１１を閉じたり開いたりする。
【００３１】
これらゲート支持部１２はコンクリート構造などとされて防潮堤１４の端部に配置されている。
【００３２】
そして、これらゲート支持部１２によって形成される水路１１の底部に、例えばコンクリート構造の扉体支持台１５が構築され、図２（ａ）に示すように、扉体１３の下端部が回動可能に支持されるとともに、扉体１３に注水して倒伏した状態でほぼ水平に載置できるように上面に扉体１３に対応する凹部１５ａが形成してある。
【００３３】
この扉体支持台１５には、扉体１３の内部空間より多少大きい貯水槽１６が形成され、扉体１３より下方に配置してある。
【００３４】
この貯水槽１６は扉体支持台１５のコンクリート構造物内に空間として形成され、水密構造としてある。この貯水槽１６は、例えば沈埋函を埋設することで構築され、この沈埋函に扉体１３を支持する構造などが設けてある。
【００３５】
そして、この貯水槽１６と扉体１３の内部空間とが空気管１７と排水管１８とで連通され、扉体１３の回動に支障がないようにこれら空気管１７と排水管１８とが回動中心と同心に配置されたり、フレキシブル管で接続してある。
【００３６】
この空気管１７の扉体１３内の端部は回動部から離れた扉体１３の先端部に開口する一方、排水管１８の扉体１３内の端部は回動部に近い扉体１３の基端部に開口している。
【００３７】
これら空気管１７と排水管１８の貯水槽１６内の端部には、空気弁（Ａ）１９と排水弁（Ｂ）２０とが取付けられ、空気弁（Ａ）１９が排水弁（Ｂ）２０より貯水槽１６の高い位置に設置してある。
【００３８】
また、扉体１３には、内部に水を入れて倒伏させるため、２つの開閉弁（Ｃ，Ｄ）２１，２２が設けられ、これら２つの開閉弁は、扉体１３の回動部から離れた扉体１３の先端部表面に開口する排気弁（Ｃ）２１と、扉体１３の回動部に近い扉体１３の基端部表面に開口する給水弁（Ｄ）２２として用いられる。
【００３９】
これらの空気弁（Ａ）１９、排水弁（Ｂ）２０、排気弁（Ｃ）２１、給水弁 （Ｄ）２２は、通常、電動等とされて遠隔操作可能とされるが、少なくとも空気弁（Ａ）１９と排水弁（Ｂ）２０は、万一停電などがあっても直接手動操作できるように貯水槽１６に隣接して人が通ることができる通路（作業用トンネル）を形成しておくことが好ましい。
【００４０】
また、貯水槽１６には、排水ポンプ２３が設置してあり、貯水槽１６内の水を次の扉体１３の起立が予想される期間に応じて排水できるように排水ポンプ２３の容量が定められ、例えば高潮用の防潮ゲートとする場合には、せいぜい数年に１度程度であるとすれば、小容量の排水ポンプでゆっくり排水すれば良く、これに応じた容量とされる。
【００４１】
なお、この扉体１３は、長期間内部に水が入れられて倒伏状態とされて水中に置かれることから、扉体１３の内外とも重防食塗装や電気防食が施され、腐食防止が図られる。
【００４２】
このように構成したフローティングフラップゲート１０の動作について、図３および図４に示す説明図にしたがって説明する。
【００４３】
水路１１を開放した休止状態では、図３（１）に示すように、扉体１３内に完全に水を入れた倒伏状態とされ、扉体支持台１５の上面の凹部１５ａに扉体１３が入った状態となっており、空気弁（Ａ）１９、排水弁（Ｂ）２０、排気弁（Ｃ）２０、給水弁（Ｄ）２２の４つの開閉弁はいずれも閉じた状態としてある。
【００４４】
そして、この扉体１３の倒伏状態では、扉体支持台１５の内部に設けた貯水槽１６は排水ポンプ２３で排水されて空の状態としてある。
【００４５】
このような休止・倒伏状態から高潮が予想されて水路１１を閉じる必要がある場合には、図３（２）に示すように、扉体１３の内部に配管された空気管１７および排水管１８の貯水槽１６側に設けた空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂを開ける。これら空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂは、通常、電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等を遠隔操作することで操作するが、万一、停電などの場合には、貯水槽１６に隣接して設けた通路（図示せず）を使い、安全に人が開閉弁１９，２０のところに行って直接開けることもできる。
【００４６】
こうして空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂとが開かれると、貯水槽１６内で空気弁（１９）Ａが排水弁（２０）Ｂより上方に配置してあるので、圧力差によって排水管１８からは扉体１３内の水が貯水槽１６に落ち、その分の貯水槽１６内の空気が空気管１７を介して扉体１３内に入ることになり、扉体１３は次第に浮力が大きくなって起立する。
【００４７】
そして、扉体１３の水が貯水槽１６に完全に排水されると、図３（３）に示すように、扉体１３の起立が完了し、水路１１が塞がれ、高潮の影響が防潮堤１４の内側に及ぶことを防止することができる。
【００４８】
このようにして扉体１３の水を排水して浮力を与えて起立させて水路１１を閉じるが、このフラップゲート１０では、貯水槽１６内に空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂを開いて排水するだけで浮力を得ることができ、従来の扉体１３に直接大量の空気を短時間に送って水を排水する場合に比べ、そのための大規模な圧縮空気供給設備とこれを駆動する動力が不要となり、２つの開閉弁１９，２０を開閉する動力で済むので、所要動力を格段に小さくすることができる。
【００４９】
なお、このフラップゲート１０では、貯水槽１６内の水を排水しておく必要があるが、通常、高潮は、特殊な地域を除き、頻繁に起こるものでなく、日本ではせいぜい数年に１度程度の頻度であるので、１度扉体１３を操作した後、直ちに再度扉体１３を閉じるための操作を行う必要がなく、小容量の排水ポンプ２３で時間を掛けて貯水槽１６内の水を排水すれば良く、排水に必要な設備と動力を大巾に削減することができる
一方、水路１１を扉体１３で閉じた状態にすることで内側の水位が上昇することがあるが、この場合には、通常の高潮用の防潮ゲートの場合と同様に、フラップゲート１０の脇に排水機場を設けておき、扉体１３で閉じた内側の水を扉体１３の外側に排水して水位の上昇を防止するようにすれば良い。そして、排水機場をこのフラップゲート１０に隣接して設ける場合には、排水機場の排水ポンプを利用して貯水槽１６内の水の排水を行うようにすることもできる。
【００５０】
このような扉体１３を閉じた状態として高潮を防止するが、高潮は１２時間以上続くことがないので、水路１１を閉じることで、例え船舶の航行が出来なくなってもほとんど影響はなく、ゲートを閉じた後に高潮を避けるため防潮堤の内側に入る必要のある小型船などに対しては、ゲート支持部１２の脇に小さな閘門等を設置することで対応するようにすれば良い。
【００５１】
そして、高潮が終って扉体１３の外側の水位が下降してきたら、図４（４）に示すように、扉体１３を倒伏させるため、起立のため開いておいた空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂを閉じ（閉じる時期は、起立状態とした直後などでも良い）、扉体１３の表面に設けた排気弁（２１）Ｃと給水弁（２２）Ｄを開き、下方の給水弁（２２）Ｄから扉体１３内に水を入れ、上方の排気弁（２１）Ｃから空気を抜くことによって浮力を失わせ、扉体１３を倒伏させていく。
【００５２】
そして、扉体１３内に完全に水が入ると、図４（５）に示すように、扉体１３の倒伏が終了し、水路１１が完全に開放される。
【００５３】
こうして扉体１３を倒伏状態としたのち、扉体１３の表面に設けた排気弁（２１）Ｃと給水弁（２２）Ｄを閉じた状態にしておくことで、休止状態にする。
【００５４】
このようなフローティングフラップゲート１０によれば、これまでの空気の注入の動力に対して、空気弁１９と排水弁２０を開閉する動力だけで扉体１３を閉じることができ、所要動力を格段に小さくすることができる。
【００５５】
また、扉体１３が大きくても、空気弁１９と排水弁２０を人が操作できる程度の大きさにして必要数設置するようにすれば、万一、停電などの場合にも人力で扉体１３を閉じることができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、空気管と排水管をそれぞれ１本ずつ設ける場合で説明したが、これに限らずそれぞれを複数本としても良い。
【００５７】
また、貯水槽は扉体の直下に設置する必要はなく、扉体より低い位置であれば多少離れたところに設置しても良い。
【００５８】
また、貯水槽は扉体より低い位置であれば密閉されていなくても良く、例えば常時は人や車の交通用の海底トンネルとして利用し、高潮時には、交通を遮断して貯水槽として転用することもでき、設備の有効利用を図ることができる。
【００５９】
次に、この発明の他の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明するが、既に説明した上記実施の形態と同一部分には、同一記号を記し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図５〜図８はこの発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかり、図５は一部分を拡大した概略構成図、図６は概略断面図、図７は前半の動作説明図、図８は後半の動作説明図である。
【００６１】
なお、図面では、扉体の両側のゲート支持部をゲートの前後に示したり、配管の位置なども説明のための便宜上のものであり、実際の配置とは異なるものである。
【００６２】
このフローティングフラップゲート３０では、扉体１３を起立状態にしたり、倒伏状態にするために必要な開閉弁や排水ポンプの腐食を防止できるようにするとともに、保守点検などが容易にできるようにしてある点で、上記実施の形態と異なるものである。
【００６３】
すなわち、このフローティングフラップゲート３０では、水路１１を挾んで対向する両端部のゲート支持部１２間を開閉するため複数に分割された中空構造の扉体（ゲート）１３が配置され、防潮堤１４の端部に配置されたこれらゲート支持部１２によって形成される水路１１の底部に構築されたコンクリート構造の扉体支持台１５に扉体１３の下端部が回動可能に支持されている。
【００６４】
この扉体支持台１５には、扉体１３の内部空間より多少大きい水密構造の貯水槽１６が形成され、扉体１３より下方に配置してあり、この貯水槽１６に隣接して水密の操作室３１が設けられ、開閉弁や排水ポンプなどの機器を気中に設置できるようにしてある。
【００６５】
これら貯水槽１６および操作室３１は、例えば沈埋函を埋設することで構築され、この沈埋函を利用して扉体１３を支持する構造などが設けられる。
【００６６】
そして、これら貯水槽１６および操作室３１と扉体１３の内部空間とが空気用および水用の配管で接続されている。
【００６７】
空気用配管３２は扉体１３の先端に開口し、この先端から扉体１３の上部内側に沿って配管されるとともに、扉体１３の回動に支障がないようにヒンジ部に設けたフレキシブル管３３を介して操作室３１内に配管され、操作室３１内に設けた空気用開閉弁３４を介して貯水槽１６の天井部分まで配管され、天井部分で開口している。
【００６８】
また、貯水槽１６の上面に開口し、ここからゲート支持部１２の上部に開口して気中まで延びる大気用配管３５が設けてあり、貯水槽１６内を常時大気圧状態とするようにしてある。
【００６９】
水用配管３６は扉体１３の底部に一端が開口し、ヒンジ部のフレキシブル管３７を介して操作室３１内に配管され、操作室３１内に設けた排水用開閉弁３８を介して貯水槽１６の底部付近まで配管されて他端が開口している。
【００７０】
また、操作室３１の排水用開閉弁３８の上部に分岐して給水用開閉弁３９が設けられ、この給水用開閉弁３９を介してゲート支持部１２の水中に端部が開口するよう給水用配管４０が配管され、給水用開閉弁３９から扉体１３内への配管は水用配管３６と兼用するようにしてある。
【００７１】
さらに、貯水槽１６には、底部に一端が開口したポンプ用配管４１が設けられて操作室３１内に設置した排水ポンプ４２を介してゲート支持部１２の水面上に開口するよう配管され、貯水槽１６内の水を排水できるようにしてある。
【００７２】
これらの空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８、排水用開閉弁３９は、通常、電動等とされて遠隔操作可能とされるが、万一停電などがあっても操作室３１内で直接手動操作できるようにしてある。
【００７３】
なお、この排水ポンプ４２も貯水槽１６内の水を次の扉体１３の起立が予想される期間に応じて排水できるように容量が定められ、例えば高潮用の防潮ゲートとする場合には、せいぜい数年に１度程度であるとすれば、小容量の排水ポンプでゆっくり排水すれば良く、これに応じた容量としてある。
【００７４】
また、扉体１３、空気用配管３２、フレキシブル管３３、空気用配管３５、水用配管３６、給水用配管４０、ポンプ用配管４１などは、長期間内部に水が入れられたり、水中に置かれることから、必要に応じて内外とも重防食塗装や電気防食が施され、腐食防止が図られる。
【００７５】
このように構成したフローティングフラップゲート３０の動作について、図７および図８に示す説明図にしたがって説明する。
【００７６】
水路１１を開放した待機時（休止状態）には、図７（１）に示すように、扉体１３内に完全に水を入れた倒伏状態とされ、扉体支持台１５の上面の凹部１５ａに扉体１３が入った状態となっており、空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８、給水用開閉弁３９の３つの開閉弁はいずれも閉じた状態としてある。
【００７７】
そして、この扉体１３の倒伏状態では、扉体支持台１５の内部に設けた貯水槽１６は排水ポンプ４２で排水されて空の状態としてある。
【００７８】
このような休止・倒伏状態から高潮が予想されて水路１１を閉じる必要がある場合には、図７（２）に示すように、起立状態にする必要があり、扉体１３の内部に配管された空気用開閉弁３４と排水用開閉弁３８を開ける。これら空気用開閉弁３４および排水用開閉弁３８は、通常、電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等を遠隔操作することで操作するが、万一、停電などの場合には、貯水槽１６に隣接して設けた操作室３１に予め設けた通路４３（図５参照）から入り、安全に人が直接開けることもできる。
【００７９】
こうして空気用開閉弁３４および排水用開閉弁３８が開かれると、貯水槽１６内への配管先端位置の圧力差によって水用配管３６からは扉体１３内の水が貯水槽１６に落ち、その分の貯水槽１６内の空気が空気用配管３２を介して扉体１３内に入ることになり、扉体１３は次第に浮力が大きくなって起立する。
【００８０】
そして、扉体１３の水が貯水槽１６に完全に排水されると、図７（３）に示すように、扉体１３の起立が完了して高潮時の状態になり、水路１１が塞がれ、高潮の影響が防潮堤１４の内側に及ぶことを防止することができる。
【００８１】
この扉体１３の起立状態では、扉体１３の前後面１３ａ，１３ｂが扉体支持台１５に設けた支圧板４４，４４ａに当り、完全な起立状態が保持される。
【００８２】
このようにして扉体１３の水を排水して浮力を与えて起立させて水路１１を閉じるが、このフラップゲート３０では、貯水槽１６内に空気用開閉弁３４と排水用開閉弁３８を開いて排水するだけで浮力を得ることができ、従来の扉体に直接大量の空気を短時間に送って水を排水する場合に比べ、そのための大規模な圧縮空気供給設備とこれを駆動する動力が不要となり、２つの開閉弁３４，３８を開閉する動力で済むので、所要動力を格段に小さくすることができる。
【００８３】
なお、このフラップゲート３０では、貯水槽１６内の水を予め排水しておく必要があるが、通常、高潮は、特殊な地域を除き、頻繁に起こるものでなく、日本ではせいぜい数年に１度程度の頻度であるので、１度扉体１３を操作した後、直ちに再度扉体１３を閉じるための操作を行う必要がなく、小容量の排水ポンプ４２で時間を掛けて貯水槽１６内の水を排水すれば良く、排水に必要な設備と動力を大巾に削減することができる
一方、水路１１を扉体１３で閉じた状態にすることで内側の水位が上昇することがあるが、この場合には、通常の高潮用の防潮ゲートの場合と同様に、フラップゲート３０の脇に排水機場を設けておき、扉体１３で閉じた内側の水を扉体１３の外側に排水して水位の上昇を防止するようにすれば良い。そして、排水機場をこのフラップゲート３０に隣接して設ける場合には、排水機場の排水ポンプを利用して貯水槽１６内の水の排水を行うようにすることもできる。
【００８４】
このような扉体１３を閉じた状態として高潮を防止するが、高潮は１２時間以上続くことがないので、水路１１を閉じることで、例え船舶の航行が出来なくなってもほとんど影響はなく、ゲートを閉じた後に高潮を避けるため防潮堤の内側に入る必要のある小型船などに対しては、ゲート支持部１２の脇に小さな閘門等を設置することで対応するようにすれば良い。
【００８５】
そして、高潮が終って扉体１３の外側の水位が下降してきたら、図８（４）に示すように、扉体１３を倒伏させるため、起立のため開いておいた排水用開閉弁３８を閉じ（閉じる時期は、起立状態とした直後などでも良い）、給水用開閉弁３９を開き、ゲート支持部１２の水中に開口する給水用配管４０から扉体１３内に水を入れ、上方に開口する空気用配管３２から空気を貯水槽１６を介して大気用配管３５によって大気中に放出して抜くことによって浮力を失わせ、扉体１３を倒伏させていく。
【００８６】
そして、扉体１３内に完全に水が入ると、図８（５）に示すように、扉体１３の倒伏が終了し、水路１１が完全に開放される。
【００８７】
こうして扉体１３を倒伏状態としたのち、操作室３１内の空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８および給水用開閉弁３９を閉じた状態にしておくことで、休止状態にする。
【００８８】
そして、次の高潮などに備えるため、貯水槽１６内の水を排水ポンプ４２を運転することで排水した状態にする。
【００８９】
このようなフローティングフラップゲート３０によれば、上記実施の形態のフローティングフラップゲート１０と同様の効果を奏するほか、操作室３１内に空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８および給水用開閉弁３９を設けるとともに、排水ポンプ４２を設けて大気中に設置するようにしたので、水中に設ける場合に比べ、腐食を大巾に減少することができるとともに、機器自体や開閉弁の遠隔操作に必要な電気配線などの保守点検も簡単に行うことができる。
【００９０】
なお、この実施の形態では、空気用配管に空気用開閉弁を設けるようにしたが、必ずしも開閉弁を設ける必要はなく、省略することもできる。
【００９１】
また、この実施の形態では、排水ポンプを大気中の操作室内に設置するようにしたが、水中ポンプなどで構成して貯水槽内に設置するようにしても良い。
【００９２】
さらに、既に説明した実施の形態と同様に、種々の構成を変更するようにしても良い。
【００９３】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載のフローティングフラップゲートによれば、扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部より前記空気用の配管の端部を上方に配置するようにしたので、扉体を起立させてゲートを閉じる場合には、扉体の内部の水を、開閉弁の開閉操作だけで、円滑に貯水槽内に排水することができ、次にゲートを閉じる必要があるまでの期間を利用してポンプで貯水槽内を排水すれば良く、大動力を必要とせず、しかも停電などの場合にも容易に対応してゲートの開閉を行うことができる。
【００９５】
さらに、この発明の請求項２記載のフローティングフラップゲートによれば、開閉弁を操作する通路を水路底部に設けるようにしたので、通路を介して開閉弁を操作することができ、停電などで遠隔操作できない場合でも容易に対応してゲートを操作することができ、一層信頼性の高いゲートにすることができる。
【００９６】
また、この発明の請求項３記載のフローティングフラップゲートによれば、貯水槽と扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けるようにしたので、扉体と貯水槽には、水中に位置する配管が設けられるものの、排水用開閉弁および給水用開閉弁を貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けて気中に設置することで、腐食を防止することができるとともに、保守点検などをやり易くすることができる。
【００９７】
さらに、この発明の請求項４記載のフローティングフラップゲートによれば、空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けるようにしたので、空気配管に設けた空気用開閉弁を閉じることで、一層完全に密閉状態を保持することができ、しかも空気用開閉弁を気中に設置することで、腐食を防止することができるとともに、保守点検などをやり易くすることができる。
【００９８】
また、この発明の請求項５記載のフローティングフラップゲートによれば、水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けるようにしたので、排水用のポンプも気中に設置することで、腐食を防止することができるとともに、保守点検などをやり易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる全体および一部分を拡大した概略構成図である。
【図２】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる横断面図およびＡ−Ａ断面図である。
【図３】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる前半の動作の説明図である。
【図４】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる後半の動作の説明図である。
【図５】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる一部分を拡大した概略構成図である。
【図６】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる概略断面図である。
【図７】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる前半の動作説明図である。
【図８】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる後半の動作説明図である。
【符号の説明】
１０，３０ フローティングフラップゲート
１１ 水路
１２ ゲート支持部
１３ 扉体（ゲート）
１３ａ，１３ｂ 前後面
１４ 防潮堤
１５ 扉体支持部
１５ａ 凹部
１６ 貯水槽
１７ 空気管
１８ 排水管
１９ 空気弁（Ａ）
２０ 排水弁（Ｂ）
２１ 排気弁（Ｃ）
２２ 給水弁（Ｄ）
２３ 排水ポンプ
３１ 操作室
３２ 空気用配管
３３，３７ フレキシブル管
３４ 空気用開閉弁
３５ 大気用配管
３６ 水用配管
３８ 排水用開閉弁
３９ 給水用開閉弁
４０ 給水用配管
４１ ポンプ用配管
４２ 排水ポンプ
４３ 通路
４４，４４ａ 支圧板
【発明の属する技術分野】
この発明は、フローティングフラップゲートに関し、空気の出し入れで起倒させる場合の動力の大幅削減を可能としたもので、特に幅が５００ｍ程度の航路など、大径間であっても開閉して船舶の航路を確保しながら防潮堤として使用できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から高潮を防ぐため河川や運河などの河口に防潮ゲートが設けられており、高潮が予想される場合にゲートを閉じるとともに、ゲート内側の水位の上昇に応じて排水できるように防潮ゲートに隣接して排水機場を設けてポンプで排水するようにしている。
【０００３】
このような高潮を防ぐため、河川や運河ごとに防潮ゲートを設置するとともに、排水機場を設置すると、それぞれの運転保守管理が必要となることから、これらを統合して、例えば５００ｍ程度の大径間の防潮ゲートを設けることが考えられている。
【０００４】
一方、これまで大径間の防潮ゲートとしてはリフティングタイプのシェルゲートが多く用いられているが、最大径間は６０ｍ程度であり、リフティングタイプのトラスゲートでは、使用されている例は少ないものの、最大径間が９０ｍのものがある。
【０００５】
さらに、径間の大きなゲートとしては、垂直ヒンジタイプのセクターゲートが用いられ、オランダのマエスラント可動堰で世界最大の径間が３６０ｍのものが稼動している。
【０００６】
ところが、リフティングタイプのゲートでは、径間の２乗に比例して曲げモーメントが大きくなり、径間の３乗に比例して撓み量が大きくなることから、径間が１００ｍ以上のものは実現困難である。
【０００７】
一方、垂直ヒンジタイプのセクターゲートでは、径間が大きいものが作られているものの、背後に巨大な支持構造物が必要となり、径間が５００ｍ程度の大きなものを構築することは現状では不可能に近く、例え構築できるとしても膨大なコストが掛かってしまう。
【０００８】
そこで、フローティングタイプのフラップゲートを用いることが考えられ、イタリアでは径間が４２０ｍのものが計画（モーゼ計画）されており、２０ｍ単位の長さのゲートを並べて、独立させて作動させることから、設置台数を増大することで最大径間の規制は原理的にはなくすことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このフローティングタイプのフラップゲートでは、扉体を中空構造とし、水路底部に回動可能に取り付けておき、扉体の内部に水を入れて常時は倒伏状態としておき、高潮の恐れなどでゲートを閉じる必要が場合には、コンプレッサを運転して圧縮空気を送り込んで扉体に浮力を与えて起立状態とするようにしている。
【００１０】
一方、防潮ゲートとして用いる場合には、常時は航路となっていことから交通の障害とならぬように短時間に開閉する必要がある。
【００１１】
ところが、短時間に扉体を閉じようとすると、大量の空気を送り込まなければならず、そのため大規模な設備と動力を必要とするという問題がある。
【００１２】
また、圧縮空気の供給設備で、万一、停電、燃料切れ、機械の故障などが生じると、圧縮空気を供給できず、扉体を起立してゲートを閉じることができなくなるという問題もある。
【００１３】
この発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、扉体の起立・倒伏のために大規模な設備や動力を必要とせず、万一、停電などがあっても確実に閉じることができるフローティングフラップゲートを提供しようとするものである。
【００１４】
また、この発明は、扉体の起立・倒伏に必要な開閉弁などの腐食の防止や保守点検の容易化を図ることができるフローティングフラップゲートを提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためフローティングフラップゲートについて鋭意研究を重ねた結果、水が入って倒伏状態の扉体では、水を排水できれば必ずしも圧縮空気を送って排水する必要がなく、扉体の内部の水を排水できる貯水槽を扉体よりも下方に設置すれば、起立のために集中して大動力を必要とせず、次の起立の必要な時までに貯水槽内を空にすれば良いことを見出だし、この発明を完成したものである。
【００１６】
また、開閉弁などを水中に設置する場合に比べ、気中に設置できれば腐食を防止できるとともに、保守点検などがやり易くなることからこのために必要な構造を見出だし、この発明を完成したものである。
【００１７】
この発明の請求項１記載のフローティングフラップゲートは、中空構造の扉体を水路底部に回動可能に支持し、当該扉体内に空気を入れて起立状態にするとともに、空気に代えて水を入れて倒伏状態にするフローティングフラップゲートであって、前記扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部より前記空気用の配管の端部を上方に配置したことを特徴とするものである。
【００１８】
このフローティングフラップゲートによれば、扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内の端部に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部の開閉弁より前記空気用の配管の端部の開閉弁を上方に配置するようにしており、扉体を起立させてゲートを閉じる場合には、扉体の内部の水を、開閉弁の開閉操作だけで、円滑に貯水槽内に排水できるようになり、次にゲートを閉じる必要があるまでの期間を利用してポンプで貯水槽内を排水すれば良く、大動力を必要とせず、しかも停電などの場合にも容易に対応してゲートの開閉ができるようにしている。
【００２１】
さらに、この発明の請求項２記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項１記載の構成に加え、前記開閉弁を操作する通路を水路底部に設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
このフローティングフラップゲートによれば、開閉弁を操作する通路を水路底部に設けるようにしており、通路を介して開閉弁を操作することができ、停電などで遠隔操作できない場合でも容易に対応してゲートを操作することができるようになる。
【００２３】
また、この発明の請求項３記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項１記載の構成に加え、前記貯水槽と前記扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
このフローティングフラップゲートによれば、貯水槽と扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けるようにしており、扉体と貯水槽には、水中に位置する配管が設けられるものの、排水用開閉弁および給水用開閉弁を貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けて気中に設置することで、腐食を防止するとともに、保守点検などをやり易くするようにしている。
【００２５】
さらに、この発明の請求項４記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項３記載の構成に加え、前記空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
このフローティングフラップゲートによれば、空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けるようにしており、空気配管に設けた空気用開閉弁を閉じることで、一層完全に密閉状態を保持するようにし、しかも空気用開閉弁を気中に設置することで、腐食を防止するとともに、保守点検などをやり易くするようにしている。
【００２７】
また、この発明の請求項５記載のフローティングフラップゲートは、前記請求項３または４記載の構成に加え、前記水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けたことを特徴とするものである。
【００２８】
このフローティングフラップゲートによれば、水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けるようにしており、排水用のポンプも気中に設置することで、腐食を防止するとともに、保守点検などをやり易くするようにしている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかり、図１は全体および一部分を拡大した概略構成図、図２は横断面図およびＡ−Ａ断面図である。
【００３０】
このフローティングフラップゲート１０は、例えば径間が５００ｍ程度の水路（航路）等を開閉する防潮ゲートとして利用されるもので、水路１１を挾んで対向する両端部にゲート支持部１２がそれぞれ設けられ、これらゲート支持部１２間を開閉するため複数に分割された中空構造の扉体（ゲート）１３が設けられ、例えば各扉体１３が２０ｍ程度とされる。この扉体１３は内部に空気を入れることで得られる浮力で起立状態となり、空気に代わり水を入れてその重さで倒伏状態にし、水路１１を閉じたり開いたりする。
【００３１】
これらゲート支持部１２はコンクリート構造などとされて防潮堤１４の端部に配置されている。
【００３２】
そして、これらゲート支持部１２によって形成される水路１１の底部に、例えばコンクリート構造の扉体支持台１５が構築され、図２（ａ）に示すように、扉体１３の下端部が回動可能に支持されるとともに、扉体１３に注水して倒伏した状態でほぼ水平に載置できるように上面に扉体１３に対応する凹部１５ａが形成してある。
【００３３】
この扉体支持台１５には、扉体１３の内部空間より多少大きい貯水槽１６が形成され、扉体１３より下方に配置してある。
【００３４】
この貯水槽１６は扉体支持台１５のコンクリート構造物内に空間として形成され、水密構造としてある。この貯水槽１６は、例えば沈埋函を埋設することで構築され、この沈埋函に扉体１３を支持する構造などが設けてある。
【００３５】
そして、この貯水槽１６と扉体１３の内部空間とが空気管１７と排水管１８とで連通され、扉体１３の回動に支障がないようにこれら空気管１７と排水管１８とが回動中心と同心に配置されたり、フレキシブル管で接続してある。
【００３６】
この空気管１７の扉体１３内の端部は回動部から離れた扉体１３の先端部に開口する一方、排水管１８の扉体１３内の端部は回動部に近い扉体１３の基端部に開口している。
【００３７】
これら空気管１７と排水管１８の貯水槽１６内の端部には、空気弁（Ａ）１９と排水弁（Ｂ）２０とが取付けられ、空気弁（Ａ）１９が排水弁（Ｂ）２０より貯水槽１６の高い位置に設置してある。
【００３８】
また、扉体１３には、内部に水を入れて倒伏させるため、２つの開閉弁（Ｃ，Ｄ）２１，２２が設けられ、これら２つの開閉弁は、扉体１３の回動部から離れた扉体１３の先端部表面に開口する排気弁（Ｃ）２１と、扉体１３の回動部に近い扉体１３の基端部表面に開口する給水弁（Ｄ）２２として用いられる。
【００３９】
これらの空気弁（Ａ）１９、排水弁（Ｂ）２０、排気弁（Ｃ）２１、給水弁 （Ｄ）２２は、通常、電動等とされて遠隔操作可能とされるが、少なくとも空気弁（Ａ）１９と排水弁（Ｂ）２０は、万一停電などがあっても直接手動操作できるように貯水槽１６に隣接して人が通ることができる通路（作業用トンネル）を形成しておくことが好ましい。
【００４０】
また、貯水槽１６には、排水ポンプ２３が設置してあり、貯水槽１６内の水を次の扉体１３の起立が予想される期間に応じて排水できるように排水ポンプ２３の容量が定められ、例えば高潮用の防潮ゲートとする場合には、せいぜい数年に１度程度であるとすれば、小容量の排水ポンプでゆっくり排水すれば良く、これに応じた容量とされる。
【００４１】
なお、この扉体１３は、長期間内部に水が入れられて倒伏状態とされて水中に置かれることから、扉体１３の内外とも重防食塗装や電気防食が施され、腐食防止が図られる。
【００４２】
このように構成したフローティングフラップゲート１０の動作について、図３および図４に示す説明図にしたがって説明する。
【００４３】
水路１１を開放した休止状態では、図３（１）に示すように、扉体１３内に完全に水を入れた倒伏状態とされ、扉体支持台１５の上面の凹部１５ａに扉体１３が入った状態となっており、空気弁（Ａ）１９、排水弁（Ｂ）２０、排気弁（Ｃ）２０、給水弁（Ｄ）２２の４つの開閉弁はいずれも閉じた状態としてある。
【００４４】
そして、この扉体１３の倒伏状態では、扉体支持台１５の内部に設けた貯水槽１６は排水ポンプ２３で排水されて空の状態としてある。
【００４５】
このような休止・倒伏状態から高潮が予想されて水路１１を閉じる必要がある場合には、図３（２）に示すように、扉体１３の内部に配管された空気管１７および排水管１８の貯水槽１６側に設けた空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂを開ける。これら空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂは、通常、電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等を遠隔操作することで操作するが、万一、停電などの場合には、貯水槽１６に隣接して設けた通路（図示せず）を使い、安全に人が開閉弁１９，２０のところに行って直接開けることもできる。
【００４６】
こうして空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂとが開かれると、貯水槽１６内で空気弁（１９）Ａが排水弁（２０）Ｂより上方に配置してあるので、圧力差によって排水管１８からは扉体１３内の水が貯水槽１６に落ち、その分の貯水槽１６内の空気が空気管１７を介して扉体１３内に入ることになり、扉体１３は次第に浮力が大きくなって起立する。
【００４７】
そして、扉体１３の水が貯水槽１６に完全に排水されると、図３（３）に示すように、扉体１３の起立が完了し、水路１１が塞がれ、高潮の影響が防潮堤１４の内側に及ぶことを防止することができる。
【００４８】
このようにして扉体１３の水を排水して浮力を与えて起立させて水路１１を閉じるが、このフラップゲート１０では、貯水槽１６内に空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂを開いて排水するだけで浮力を得ることができ、従来の扉体１３に直接大量の空気を短時間に送って水を排水する場合に比べ、そのための大規模な圧縮空気供給設備とこれを駆動する動力が不要となり、２つの開閉弁１９，２０を開閉する動力で済むので、所要動力を格段に小さくすることができる。
【００４９】
なお、このフラップゲート１０では、貯水槽１６内の水を排水しておく必要があるが、通常、高潮は、特殊な地域を除き、頻繁に起こるものでなく、日本ではせいぜい数年に１度程度の頻度であるので、１度扉体１３を操作した後、直ちに再度扉体１３を閉じるための操作を行う必要がなく、小容量の排水ポンプ２３で時間を掛けて貯水槽１６内の水を排水すれば良く、排水に必要な設備と動力を大巾に削減することができる
一方、水路１１を扉体１３で閉じた状態にすることで内側の水位が上昇することがあるが、この場合には、通常の高潮用の防潮ゲートの場合と同様に、フラップゲート１０の脇に排水機場を設けておき、扉体１３で閉じた内側の水を扉体１３の外側に排水して水位の上昇を防止するようにすれば良い。そして、排水機場をこのフラップゲート１０に隣接して設ける場合には、排水機場の排水ポンプを利用して貯水槽１６内の水の排水を行うようにすることもできる。
【００５０】
このような扉体１３を閉じた状態として高潮を防止するが、高潮は１２時間以上続くことがないので、水路１１を閉じることで、例え船舶の航行が出来なくなってもほとんど影響はなく、ゲートを閉じた後に高潮を避けるため防潮堤の内側に入る必要のある小型船などに対しては、ゲート支持部１２の脇に小さな閘門等を設置することで対応するようにすれば良い。
【００５１】
そして、高潮が終って扉体１３の外側の水位が下降してきたら、図４（４）に示すように、扉体１３を倒伏させるため、起立のため開いておいた空気弁（１９）Ａと排水弁（２０）Ｂを閉じ（閉じる時期は、起立状態とした直後などでも良い）、扉体１３の表面に設けた排気弁（２１）Ｃと給水弁（２２）Ｄを開き、下方の給水弁（２２）Ｄから扉体１３内に水を入れ、上方の排気弁（２１）Ｃから空気を抜くことによって浮力を失わせ、扉体１３を倒伏させていく。
【００５２】
そして、扉体１３内に完全に水が入ると、図４（５）に示すように、扉体１３の倒伏が終了し、水路１１が完全に開放される。
【００５３】
こうして扉体１３を倒伏状態としたのち、扉体１３の表面に設けた排気弁（２１）Ｃと給水弁（２２）Ｄを閉じた状態にしておくことで、休止状態にする。
【００５４】
このようなフローティングフラップゲート１０によれば、これまでの空気の注入の動力に対して、空気弁１９と排水弁２０を開閉する動力だけで扉体１３を閉じることができ、所要動力を格段に小さくすることができる。
【００５５】
また、扉体１３が大きくても、空気弁１９と排水弁２０を人が操作できる程度の大きさにして必要数設置するようにすれば、万一、停電などの場合にも人力で扉体１３を閉じることができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、空気管と排水管をそれぞれ１本ずつ設ける場合で説明したが、これに限らずそれぞれを複数本としても良い。
【００５７】
また、貯水槽は扉体の直下に設置する必要はなく、扉体より低い位置であれば多少離れたところに設置しても良い。
【００５８】
また、貯水槽は扉体より低い位置であれば密閉されていなくても良く、例えば常時は人や車の交通用の海底トンネルとして利用し、高潮時には、交通を遮断して貯水槽として転用することもでき、設備の有効利用を図ることができる。
【００５９】
次に、この発明の他の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明するが、既に説明した上記実施の形態と同一部分には、同一記号を記し、重複する説明は省略する。
【００６０】
図５〜図８はこの発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかり、図５は一部分を拡大した概略構成図、図６は概略断面図、図７は前半の動作説明図、図８は後半の動作説明図である。
【００６１】
なお、図面では、扉体の両側のゲート支持部をゲートの前後に示したり、配管の位置なども説明のための便宜上のものであり、実際の配置とは異なるものである。
【００６２】
このフローティングフラップゲート３０では、扉体１３を起立状態にしたり、倒伏状態にするために必要な開閉弁や排水ポンプの腐食を防止できるようにするとともに、保守点検などが容易にできるようにしてある点で、上記実施の形態と異なるものである。
【００６３】
すなわち、このフローティングフラップゲート３０では、水路１１を挾んで対向する両端部のゲート支持部１２間を開閉するため複数に分割された中空構造の扉体（ゲート）１３が配置され、防潮堤１４の端部に配置されたこれらゲート支持部１２によって形成される水路１１の底部に構築されたコンクリート構造の扉体支持台１５に扉体１３の下端部が回動可能に支持されている。
【００６４】
この扉体支持台１５には、扉体１３の内部空間より多少大きい水密構造の貯水槽１６が形成され、扉体１３より下方に配置してあり、この貯水槽１６に隣接して水密の操作室３１が設けられ、開閉弁や排水ポンプなどの機器を気中に設置できるようにしてある。
【００６５】
これら貯水槽１６および操作室３１は、例えば沈埋函を埋設することで構築され、この沈埋函を利用して扉体１３を支持する構造などが設けられる。
【００６６】
そして、これら貯水槽１６および操作室３１と扉体１３の内部空間とが空気用および水用の配管で接続されている。
【００６７】
空気用配管３２は扉体１３の先端に開口し、この先端から扉体１３の上部内側に沿って配管されるとともに、扉体１３の回動に支障がないようにヒンジ部に設けたフレキシブル管３３を介して操作室３１内に配管され、操作室３１内に設けた空気用開閉弁３４を介して貯水槽１６の天井部分まで配管され、天井部分で開口している。
【００６８】
また、貯水槽１６の上面に開口し、ここからゲート支持部１２の上部に開口して気中まで延びる大気用配管３５が設けてあり、貯水槽１６内を常時大気圧状態とするようにしてある。
【００６９】
水用配管３６は扉体１３の底部に一端が開口し、ヒンジ部のフレキシブル管３７を介して操作室３１内に配管され、操作室３１内に設けた排水用開閉弁３８を介して貯水槽１６の底部付近まで配管されて他端が開口している。
【００７０】
また、操作室３１の排水用開閉弁３８の上部に分岐して給水用開閉弁３９が設けられ、この給水用開閉弁３９を介してゲート支持部１２の水中に端部が開口するよう給水用配管４０が配管され、給水用開閉弁３９から扉体１３内への配管は水用配管３６と兼用するようにしてある。
【００７１】
さらに、貯水槽１６には、底部に一端が開口したポンプ用配管４１が設けられて操作室３１内に設置した排水ポンプ４２を介してゲート支持部１２の水面上に開口するよう配管され、貯水槽１６内の水を排水できるようにしてある。
【００７２】
これらの空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８、排水用開閉弁３９は、通常、電動等とされて遠隔操作可能とされるが、万一停電などがあっても操作室３１内で直接手動操作できるようにしてある。
【００７３】
なお、この排水ポンプ４２も貯水槽１６内の水を次の扉体１３の起立が予想される期間に応じて排水できるように容量が定められ、例えば高潮用の防潮ゲートとする場合には、せいぜい数年に１度程度であるとすれば、小容量の排水ポンプでゆっくり排水すれば良く、これに応じた容量としてある。
【００７４】
また、扉体１３、空気用配管３２、フレキシブル管３３、空気用配管３５、水用配管３６、給水用配管４０、ポンプ用配管４１などは、長期間内部に水が入れられたり、水中に置かれることから、必要に応じて内外とも重防食塗装や電気防食が施され、腐食防止が図られる。
【００７５】
このように構成したフローティングフラップゲート３０の動作について、図７および図８に示す説明図にしたがって説明する。
【００７６】
水路１１を開放した待機時（休止状態）には、図７（１）に示すように、扉体１３内に完全に水を入れた倒伏状態とされ、扉体支持台１５の上面の凹部１５ａに扉体１３が入った状態となっており、空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８、給水用開閉弁３９の３つの開閉弁はいずれも閉じた状態としてある。
【００７７】
そして、この扉体１３の倒伏状態では、扉体支持台１５の内部に設けた貯水槽１６は排水ポンプ４２で排水されて空の状態としてある。
【００７８】
このような休止・倒伏状態から高潮が予想されて水路１１を閉じる必要がある場合には、図７（２）に示すように、起立状態にする必要があり、扉体１３の内部に配管された空気用開閉弁３４と排水用開閉弁３８を開ける。これら空気用開閉弁３４および排水用開閉弁３８は、通常、電動アクチュエータや油圧アクチュエータ等を遠隔操作することで操作するが、万一、停電などの場合には、貯水槽１６に隣接して設けた操作室３１に予め設けた通路４３（図５参照）から入り、安全に人が直接開けることもできる。
【００７９】
こうして空気用開閉弁３４および排水用開閉弁３８が開かれると、貯水槽１６内への配管先端位置の圧力差によって水用配管３６からは扉体１３内の水が貯水槽１６に落ち、その分の貯水槽１６内の空気が空気用配管３２を介して扉体１３内に入ることになり、扉体１３は次第に浮力が大きくなって起立する。
【００８０】
そして、扉体１３の水が貯水槽１６に完全に排水されると、図７（３）に示すように、扉体１３の起立が完了して高潮時の状態になり、水路１１が塞がれ、高潮の影響が防潮堤１４の内側に及ぶことを防止することができる。
【００８１】
この扉体１３の起立状態では、扉体１３の前後面１３ａ，１３ｂが扉体支持台１５に設けた支圧板４４，４４ａに当り、完全な起立状態が保持される。
【００８２】
このようにして扉体１３の水を排水して浮力を与えて起立させて水路１１を閉じるが、このフラップゲート３０では、貯水槽１６内に空気用開閉弁３４と排水用開閉弁３８を開いて排水するだけで浮力を得ることができ、従来の扉体に直接大量の空気を短時間に送って水を排水する場合に比べ、そのための大規模な圧縮空気供給設備とこれを駆動する動力が不要となり、２つの開閉弁３４，３８を開閉する動力で済むので、所要動力を格段に小さくすることができる。
【００８３】
なお、このフラップゲート３０では、貯水槽１６内の水を予め排水しておく必要があるが、通常、高潮は、特殊な地域を除き、頻繁に起こるものでなく、日本ではせいぜい数年に１度程度の頻度であるので、１度扉体１３を操作した後、直ちに再度扉体１３を閉じるための操作を行う必要がなく、小容量の排水ポンプ４２で時間を掛けて貯水槽１６内の水を排水すれば良く、排水に必要な設備と動力を大巾に削減することができる
一方、水路１１を扉体１３で閉じた状態にすることで内側の水位が上昇することがあるが、この場合には、通常の高潮用の防潮ゲートの場合と同様に、フラップゲート３０の脇に排水機場を設けておき、扉体１３で閉じた内側の水を扉体１３の外側に排水して水位の上昇を防止するようにすれば良い。そして、排水機場をこのフラップゲート３０に隣接して設ける場合には、排水機場の排水ポンプを利用して貯水槽１６内の水の排水を行うようにすることもできる。
【００８４】
このような扉体１３を閉じた状態として高潮を防止するが、高潮は１２時間以上続くことがないので、水路１１を閉じることで、例え船舶の航行が出来なくなってもほとんど影響はなく、ゲートを閉じた後に高潮を避けるため防潮堤の内側に入る必要のある小型船などに対しては、ゲート支持部１２の脇に小さな閘門等を設置することで対応するようにすれば良い。
【００８５】
そして、高潮が終って扉体１３の外側の水位が下降してきたら、図８（４）に示すように、扉体１３を倒伏させるため、起立のため開いておいた排水用開閉弁３８を閉じ（閉じる時期は、起立状態とした直後などでも良い）、給水用開閉弁３９を開き、ゲート支持部１２の水中に開口する給水用配管４０から扉体１３内に水を入れ、上方に開口する空気用配管３２から空気を貯水槽１６を介して大気用配管３５によって大気中に放出して抜くことによって浮力を失わせ、扉体１３を倒伏させていく。
【００８６】
そして、扉体１３内に完全に水が入ると、図８（５）に示すように、扉体１３の倒伏が終了し、水路１１が完全に開放される。
【００８７】
こうして扉体１３を倒伏状態としたのち、操作室３１内の空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８および給水用開閉弁３９を閉じた状態にしておくことで、休止状態にする。
【００８８】
そして、次の高潮などに備えるため、貯水槽１６内の水を排水ポンプ４２を運転することで排水した状態にする。
【００８９】
このようなフローティングフラップゲート３０によれば、上記実施の形態のフローティングフラップゲート１０と同様の効果を奏するほか、操作室３１内に空気用開閉弁３４、排水用開閉弁３８および給水用開閉弁３９を設けるとともに、排水ポンプ４２を設けて大気中に設置するようにしたので、水中に設ける場合に比べ、腐食を大巾に減少することができるとともに、機器自体や開閉弁の遠隔操作に必要な電気配線などの保守点検も簡単に行うことができる。
【００９０】
なお、この実施の形態では、空気用配管に空気用開閉弁を設けるようにしたが、必ずしも開閉弁を設ける必要はなく、省略することもできる。
【００９１】
また、この実施の形態では、排水ポンプを大気中の操作室内に設置するようにしたが、水中ポンプなどで構成して貯水槽内に設置するようにしても良い。
【００９２】
さらに、既に説明した実施の形態と同様に、種々の構成を変更するようにしても良い。
【００９３】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載のフローティングフラップゲートによれば、扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部より前記空気用の配管の端部を上方に配置するようにしたので、扉体を起立させてゲートを閉じる場合には、扉体の内部の水を、開閉弁の開閉操作だけで、円滑に貯水槽内に排水することができ、次にゲートを閉じる必要があるまでの期間を利用してポンプで貯水槽内を排水すれば良く、大動力を必要とせず、しかも停電などの場合にも容易に対応してゲートの開閉を行うことができる。
【００９５】
さらに、この発明の請求項２記載のフローティングフラップゲートによれば、開閉弁を操作する通路を水路底部に設けるようにしたので、通路を介して開閉弁を操作することができ、停電などで遠隔操作できない場合でも容易に対応してゲートを操作することができ、一層信頼性の高いゲートにすることができる。
【００９６】
また、この発明の請求項３記載のフローティングフラップゲートによれば、貯水槽と扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けるようにしたので、扉体と貯水槽には、水中に位置する配管が設けられるものの、排水用開閉弁および給水用開閉弁を貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けて気中に設置することで、腐食を防止することができるとともに、保守点検などをやり易くすることができる。
【００９７】
さらに、この発明の請求項４記載のフローティングフラップゲートによれば、空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けるようにしたので、空気配管に設けた空気用開閉弁を閉じることで、一層完全に密閉状態を保持することができ、しかも空気用開閉弁を気中に設置することで、腐食を防止することができるとともに、保守点検などをやり易くすることができる。
【００９８】
また、この発明の請求項５記載のフローティングフラップゲートによれば、水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けるようにしたので、排水用のポンプも気中に設置することで、腐食を防止することができるとともに、保守点検などをやり易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる全体および一部分を拡大した概略構成図である。
【図２】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる横断面図およびＡ−Ａ断面図である。
【図３】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる前半の動作の説明図である。
【図４】この発明のフローティングフラップゲートの一実施の形態にかかる後半の動作の説明図である。
【図５】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる一部分を拡大した概略構成図である。
【図６】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる概略断面図である。
【図７】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる前半の動作説明図である。
【図８】この発明のフローティングフラップゲートの他の一実施の形態にかかる後半の動作説明図である。
【符号の説明】
１０，３０ フローティングフラップゲート
１１ 水路
１２ ゲート支持部
１３ 扉体（ゲート）
１３ａ，１３ｂ 前後面
１４ 防潮堤
１５ 扉体支持部
１５ａ 凹部
１６ 貯水槽
１７ 空気管
１８ 排水管
１９ 空気弁（Ａ）
２０ 排水弁（Ｂ）
２１ 排気弁（Ｃ）
２２ 給水弁（Ｄ）
２３ 排水ポンプ
３１ 操作室
３２ 空気用配管
３３，３７ フレキシブル管
３４ 空気用開閉弁
３５ 大気用配管
３６ 水用配管
３８ 排水用開閉弁
３９ 給水用開閉弁
４０ 給水用配管
４１ ポンプ用配管
４２ 排水ポンプ
４３ 通路
４４，４４ａ 支圧板
Claims (5)
- 中空構造の扉体を水路底部に回動可能に支持し、当該扉体内に空気を入れて起立状態にするとともに、空気に代えて水を入れて倒伏状態にするフローティングフラップゲートであって、前記扉体の回動支持位置より下方に扉体内の水を排水し得る貯水槽を設ける一方、この貯水槽に排水用のポンプを設け、この貯水槽と前記扉体とを配管で接続するとともに、この配管を、排水用と空気用との少なくとも２本で構成し、これら配管の前記貯水槽内に開閉弁を設け、前記排水用の配管の端部より前記空気用の配管の端部を上方に配置したことを特徴とするフローティングフラップゲート。
- 前記開閉弁を操作する通路を水路底部に設けたことを特徴とする請求項１記載のフローティングフラップゲート。
- 前記貯水槽と前記扉体とを接続する前記配管を水用と空気用とで構成し、空気用配管を前記扉体内の先端から前記貯水槽の天井付近まで配管するとともに、前記貯水槽上部と大気中とを連通させて配管する一方、水用配管を前記扉体の底端部から前記貯水槽底部付近まで排水用開閉弁を介して配管するとともに、前記扉体の内部とこれより上方の水中とを給水用開閉弁を介して配管し、これら排水用開閉弁および給水用開閉弁を前記貯水槽に隣接した水密の操作室内に設けたことを特徴とする請求項１記載のフローティングフラップゲート。
- 前記空気用配管に、空気用開閉弁を介装するとともに、この空気用開閉弁を前記水密の操作室内に設けたことを特徴とする請求項３記載のフローティングフラップゲート。
- 前記水密の操作室内に前記排水用のポンプを設けたことを特徴とする請求項３または４記載のフローティングフラップゲート。
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