JP4105945B2 - 集水枡内設型フラップゲート及びその設置工法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や海等に水を排水するために敷設された樋管等による排水路に設置されて、排水の際に該河川や海等から排水路に水が逆流することを防止する集水枡内設型フラップゲートとその設置工法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
河川や海等から排水路に水が逆流することを防止するゲートとして、従来からフラップゲートが多く使用されている。フラップゲートは扉体が水平支軸廻りに揺動するゲートであって、水路側から水を排水する際には、水の流れを受けて扉体がゲートを開くようにして揺動し、河川や海等の水面が上昇して水路側に水が逆流しようとした際には水の流れを受けて扉体がゲートを閉じるよう揺動する。
【0003】
また、一方、河川や海等に水を排水するために敷設された樋管等の水路に設置されるゲートとして、スライドゲートが周知である。スライドゲートは、開閉機を用いて扉体を弁座に沿って昇降させることにより、所望のタイミングで水を流通・遮断するゲートであり、扉体がスライドするフラップゲートとして、特開2001−32248号に記載される構造のものが公知である。
【特許文献1】
特開2001−32248号公報
【0004】
特開2001−32248号公報に開示されるフラップゲートは、扉体のスライドを利用してフラップ部の揺動を規制し、ゲートを所望のタイミングで全閉状態にすることができるゲートであって、スライドゲートの機能を併せ持つフラップゲートである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のフラップゲートは、例えば図6に記載したように排水路の先端に設置されることが一般的であり、排水路の先端は、通常、堤防より下流の海側あるいは河川側に設置されている。
そのため、従来のフラップゲートをメンテナンス(ゴミの除去、貝殻除去等)する場合には、人が海域、あるいは河道内に立ち入る必要があるが、近年、災害防止の観点から、堤防の高さが高くなる傾向にあり、堤防を乗り越えて海域に立ち入る必要があるゲートは、管理しにくくなってきている。特に、最近は管理者の高齢化といった問題もあり、前記の問題は深刻化している。
また、海域に設置されたゲートのすぐ前面に消波ブロックなどが配置された場合には、人が海域に立ち入ることができなくなって、管理できないという重大な問題が生じる。フラップゲートのメンテナンスが不充分な場合は、フラップゲートで確実な止水が期待できず、河川等から水が排水路に逆流する、あるいは排水路から水が円滑に排水できなくなる等して、家屋浸水などの被害をもたらす危険性がある。
【0006】
また、従来のフラップゲートは、設置の際に現場で弁座と扉体を綿密に調整する必要があるが、その設置の際に人が海域、あるいは河道内に立ち入る必要があって、作業が危険であるとともに、効率的でない。
【0007】
さらに、従来のフラップゲートは排水路一つに対して一つのフラップゲートが必要であるため、設置個数を減らすことができないが、メンテナンスの容易化、環境保護の側面、また設置のコスト面等から、フラップゲートの設置箇所を極力減らすことが、近年は望まれてきている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明による集水枡内設型フラップゲートは、
(1) 開閉機に連結されガイドに沿って上下方向に自在にスライドする枠と、該枠に上端を軸支され揺動することにより該枠に形成した開口部を開閉する扉体とを備えるフラップゲートにおいて、該ガイドを集水枡に形成した排水口から集水枡上方まで延設して、該枠をスライドさせて、集水枡の天板上に移動させることができるようにするとともに、排水口に移動できるようにして、該枠が排水口に達した際に該排水口の縁部を覆うよう構成し、該扉体が揺動によって該枠に形成した開口部を開閉することにより、排水口に流れる水流を流通又は遮断する構成とした。
【0009】
(2) 上記(1)記載の集水枡内設型フラップゲートにおいて、前記扉体に枠側向けて自在に突出するストッパを配し、該ストッパが枠側に突出した際に枠に当接して扉体を係止する構成とした。
【0010】
(3) 上記(1)記載の集水枡内設型フラップゲートにおいて、前記集水枡に1〜3箇所の取水口を備えた構成とした。
【0011】
本発明による集水枡内設型フラップゲートの設置工法は、
(4) 堤防より上流側の排水路に集水枡の設置孔を掘削して、該掘削した設置孔内に集水枡と集水枡内設型フラップゲートとを合わせて設置する集水枡内設型フラップゲートの設置工法において、前記集水枡内設型フラップゲートは、開閉機に連結されガイドに沿って上下方向に自在にスライドする枠と、該枠に上端を軸支され揺動することにより該枠に形成した開口部を開閉する扉体とを備え、該ガイドを集水枡に形成した排水口から集水枡上方まで延設することにより、該枠をスライドさせて、集水枡の天板上に移動させることができるようにするとともに、排水口に移動できるようにして、該枠がスライドして排水口に達した際に該排水口の縁部を覆って、該扉体が揺動により該枠に形成した開口部を開閉することによって、排水口に流れる水流を流通又は遮断する構成であって、予め、工場内で、少なくとも、該枠と当接する上部戸当り、下部戸当り、及び側部戸当りをフラップゲートの部品として埋め込んだ集水枡を作成し、該部品を埋め込んだ集水枡を設置孔に設置した後、フラップゲートを構成するその余の部品を現場で組み立てて、集水枡の中にフラップゲートを設置する構成とした。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の1例を詳細に説明する。
図1〜図5は本発明の実施形態に係り、図1は集水枡内設型フラップゲートを概念的に説明する要部断面図である。図2は集水枡内設型フラップゲートを上流側からみた図である。図3は集水枡内設型フラップゲートの扉体の構造と挙動を説明するための概念図である。図4は集水枡内設型フラップゲートを排水路に設置した際のイメージを概念的に説明する配置図である。図5は複数の取水口を配した集水枡を概念的に説明する図である。
また、図6は従来型のフラップゲートを排水路に設置した際のイメージを概念的に説明する配置図である。
【0013】
本実施の形態による集水枡内設型フラップゲート10(フラップゲート10と称することもある)は、図2に示したように、端桁26と横桁28等により形成された開口部を有する矩形の枠20と、扉体22を備えている。本実施形態において扉体22は、ステンレスのスキンプレート23により形成されて、その上端を横桁28の一部に図示しない支軸により軸支されている。そして、扉体22は図3に示したように、略垂直に垂れ下がった状態から、下流側の領域に大きく回動して揺動し、上流側の領域で枠20に形成した開口部の縁に当接するよう構成されている。
【0014】
また、扉体22は、パッキンとして水密ゴム42をその外周縁部に配設した構成となっており、扉体22が揺動して上流側にある枠20に形成した開口部の縁に当接した際には、扉体22が前記開口部を覆って、開口部を閉止し、水の流通を遮断できる構成となっている。
なお、本実施形態においては、扉体22の上流側に枠側に向けて自在に突出させることのできるストッパ24を配しており、ストッパ24を枠側に突出させた際においては、ストッパ24の一部が枠に当接して扉体22と枠20を係止できる構成となっている。
【0015】
また、図2に示したように枠20の上方には開閉機56が配され、枠20と開閉機56は連結具を介して連結されている。開閉機56のハンドルを回転させることにより、連結具であるスピンドル52が上下後方に移動するので、スピンドル52に連結された枠20は、ガイドである側部戸当り54沿って上下方向にスライドする。なお、開閉機56の開閉は手動のみならず電動でも可能であることは勿論である。
【0016】
そして、本実施形態においては、図3に示したようにスピンドル52と枠20の間にヒンジ35を設けて、枠20がわずかに回動して揺動するよう構成するとともに、枠20の上流側の面には台形のクサビ32A、33Aが配している。
側部戸当り54の下端付近には、枠20に配設した台形のクサビ32A、33Aと当接するクサビ32B、33Bが配されており、枠20がガイドの最下端まで移動し、排水口82まで達した際には、前記クサビが互いに当接して、枠20全体を下流側に強く押す構造となっている。
なお、枠20の下流側面の外周縁部近傍にはパッキンとして水密ゴム41、49等が配設されているので、前記クサビにより強く下流側に押しつけられた枠20は、下流側にある上部戸当り45、下部戸当り44、側部戸当り54の当接して排水口82の縁部を覆うとともに、それぞれの戸当りと枠20の当接面を通過する水の流通を遮断できる構成となっている。
【0017】
なお、上部戸当り45、下部戸当り44、及び側部戸当り54によって囲まれた部分に後述する集水枡80の排水口82が形成されており、それぞれの戸当りは、水が戸当りの上流側面を抜けて排水口82に流れないよう部分的に集水枡80に埋めこまれている。従って、枠20をガイドの最下端とし排水口82を覆うようにして、扉体22が枠20の開口部を閉止した状態とすれば、集水枡80と排水口82を流通する水を遮断できる構成となっている。
【0018】
ここで、本実施形態による集水枡80は、図1に示したように、取水口81と排水口82を備えたコンクリート製の箱型の集水枡80であって、枠20を挟んで上流側と下流側には凹部が土砂溜85A,Bとして形成されるとともに、集水枡80の上部には天板88が配されている。そして、フラップゲート10は、集水枡80に内設されて、ガイドである側部戸当り54が集水枡80の天板88の上方から排水口82まで延設している。
【0019】
また、集水枡80の上方には、側部戸当り54と図示しない支柱等を介して、前述した開閉機56が配設されている。そして、前述した様に、開閉機56を作動させて、枠20をガイドの最下端に移動させた場合には、扉体22が枠20の開口部を閉止した状態とすれば、集水枡80から下流側に通過する水の流通を遮断できる構成となっている。
【0020】
以上のように構成したフラップゲート10を設置する工法を以下説明する。
まず、予め工場内で、集水枡80を作成する。集水枡80には、フラップゲート10の枠20と当接する上部戸当り45、下部戸当り44、及び側部戸当り54等の部品を必要に応じて、予めコンクリートの中に埋め込み取付けておく。
【0021】
一方、現場においては、排水路の先端ではなく、上流側に入ったところの排水路途中に、例えば、図4に記載したように堤防の内側の上流側(堤内と称されることもある)に入ったところに設置のための設置孔を掘削する。そして、該設置孔に戸当り等の部品を埋め込んだ集水枡80を取水口81と排水口82の位置とを排水路に合わせて設置する。
そして、前記集水枡80に埋め込んだ部品に合わせて、フラップゲート10を取付ける。本実施形態によるフラップゲート10の設置作業は、従来のように排水路の先端に設置する必要がなく、危険な海側あるいは河川側の領域で作業する必要がないので、従来と比較して作業の効率が良く、安全性が高いという優れた利点を有する。
なお、集水枡80を設置する位置は、図4に記載した位置に限らず、堤防より上流側にかなり入り込んだ位置にある排水路途中であっても良い。
【0022】
また、前述の作業で特に、扉体22と枠20の合わせ作業、また枠20と戸当りの合わせ作業は、綿密に合わせ面を調整する必要があって、従来の現場取付け工法では、難しく時間がかる作業である。
本実施形態によるフラップゲート10であれば、工場内でフラップゲート10の主用部品を予め組み込んだ状態としておく、あるいは全て完成させておくことも可能である。工場内でフラップゲート10の主用部品を予め組み込む、あるいは全て完成させておくことは、前述の面倒な作業を工場内で実施するため、作業効率が良く、精度の良い製品が期待できるという点で好ましい実施形態である。
【0023】
以上説明した本実施形態によるフラップゲート10の動作について説明する。フラップゲート10の通常使用時は、開閉機56により枠20をガイドの最下端として、枠20が集水枡80の排水口82の縁を覆うように当接した状態としておく。この状態にしておくことにより、排水路側から水を排水する際には、水の流れを受けて扉体22が枠20の開口部を開くようにして揺動し、また河川や海等の水面が上昇して排水路側に水が逆流しようとした際には水の流れを受けて扉体が枠20の開口部を閉じるよう揺動する。
【0024】
また、台風などによって緊急的にゲートを閉じたい場合は、開閉機56を作動させて枠20を一旦、集水枡80上方の天板88上まで引き上げて、前述したストッパ24を枠20側に突出させることにより、ストッパ24の一部を枠に当接させて、扉体22と枠20を係止し、扉体22が揺動しないように固定する。
この状態で、枠20をガイドの最下端に移動させると、扉体22と枠20が集水枡の排水口を覆うように閉止する。
この状態では、例え、排水路側から水の流れを受けても扉体22が枠20の開口部を開くようにして揺動できないので、ゲートが開くことがない。
また、何らかの理由により緊急的にゲートを開きたい場合は、開閉機56を作動させて枠20を集水枡80上方の天板88上まで引き上げれば良い。
【0025】
次に、本実施形態によるフラップゲート10のメンテナンス方法について簡略に説明する。例えば、枠20と扉体22の間にゴミなどをかみ込んだ場合、あるいは枠20や扉体22に配設した水密ゴムによるパッキンが劣化した場合は、開閉機56を作動させて枠20を一旦、集水枡80上方の天板上まで引き上げた状態でゴミを除去することや、パッキンを交換する等の作業が可能である。
また、必要に応じて開閉機56を取り外せばフラップゲート10全体を交換することも容易である。
【0026】
従来のフラップゲートを管理する場合には、人が海域、あるいは河道内に危険な領域に立ち入る必要があるが、本願発明では、その必要がないので作業が効率的で安全性が高い。また、堤防より上流側にフラップゲート10を設置することができるのでメンテナンスの際に堤防を乗り越える必要がない。従って、堤防が高くなっても問題なく、また消波ブロックなどが配置された海域付近に排水する場合でも問題なく設置が可能であって、メンテナンスもできるといった優れた利点を有する。
【0027】
なお、集水枡80上に入った土砂は、土砂溜85A,Bに溜まるので、定期的に排除する必要があるが、その際においても、集水枡80内で作業をすれば良いので、人が海域、あるいは河道内の危険な領域に立ち入る必要はない。
【0028】
また、本実施形態による集水枡80は箱型のため、前記取水口81を3方向に設けることが容易であり、1〜3箇所設けることが可能である。
さらに、従来のフラップゲートは水路一つに対して一つのフラップゲートが必要であるため、設置個数を減らすことができないが、図5に示した実施形態のように集水枡80に複数個の取水口81を設けて、複数の排水路を集約する構成とすれば、フラップゲート10の設置個数を減らすことができるので、管理が容易になり、環境保護の側面、また設置のコスト面等から前記取水口81を少なくとも2箇所以上設けることが好ましく、さらに好ましくは2〜3箇所の取水口81を設けることである。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による集水枡内設型フラップゲートは、開閉機を作動させることにより、止水性に大きく影響する枠と扉体を集水枡上方の天板上まで引き上げた状態でメンテナンスできるので、従来のフラップゲートのメンテナンスのように、人が海域、あるいは河道内に危険な領域に立ち入る必要がなく、効率的で安全性の高いメンテナンス作業が可能であるといった優れた効果を有する。
【0030】
また、台風などによって緊急的にゲートを閉じたい場合は、ストッパにより扉体と枠を係止して、扉体が揺動しないように固定することによって対応が可能である。
【0031】
さらに、従来のフラップゲートは水路一つに対して一つのゲートが必要であるため、設置個数を減らすことができないが、集水枡に複数個の取水口を設けて、複数の排水路を集約できる構成とすれば、フラップゲートの設置個数を減らすことができ、メンテナンス等の管理が容易になる。
【0032】
また、本発明によるフラップゲートの設置工法であれば、予め工場内でフラップゲートの部品を集水枡に組み込むことが可能であるとともに、従来のフラップゲートの設置工法のように、人が海域、あるいは河道内に危険な領域に立ち入る必要がなく、効率的で安全性の高い作業ができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る集水枡内設型フラップゲートの構造を概念的に説明する要部断面図である。
【図2】本発明に係わる集水枡内設型フラップゲートを上流側からみた図である。
【図3】本発明に係わる集水枡内設型フラップゲートの扉体の構造と挙動を説明するための概念図である。
【図4】本発明に係る集水枡内設型フラップゲートを排水路に設置した際のイメージを概念的に説明する配置図である。
【図5】本発明に係る集水枡に複数の取水口を配した集水枡内設型フラップゲートを概念的に説明する図である。
【図6】従来型のフラップゲートを排水路に設置した際のイメージを概念的に説明する配置図である。
【符号の説明】
10 フラップゲート
20 枠
22 扉体
24 ストッパ
26 端桁
28 横桁
32A クサビ
32B クサビ
33A クサビ
33B クサビ
35 ヒンジ
37 接続ピン
42 水密ゴム(パッキン)
41 水密ゴム(パッキン)
44 下部戸当り
45 上部戸当り
52 スピンドル
54 側部戸当り
56 開閉機
61 取手
80 集水枡
81 取水口
82 排水口
85A 土砂溜
85B 土砂溜
88 天板
100 堤防
Claims (4)
- 開閉機に連結されガイドに沿って上下方向に自在にスライドする枠と、該枠に上端を軸支され揺動することにより該枠に形成した開口部を開閉する扉体とを備えるフラップゲートにおいて、
該ガイドを集水枡に形成した排水口から集水枡上方まで延設して、該枠をスライドさせて、集水枡の天板上に移動させることができるようにするとともに、排水口に移動できるようにして、該枠が排水口に達した際に該排水口の縁部を覆うよう構成し、該扉体が揺動によって該枠に形成した開口部を開閉することにより、排水口に流れる水流を流通又は遮断する集水枡内設型フラップゲート。 - 前記扉体に枠側向けて自在に突出するストッパを配し、該ストッパが枠側に突出した際に枠に当接して扉体を係止する請求項1記載の集水枡内設型フラップゲート。
- 前記集水枡に1〜3箇所の取水口を備えた請求項1又は請求項2記載の集水枡内設型フラップゲート。
- 堤防より上流側の排水路に集水枡の設置孔を掘削して、該掘削した設置孔内に集水枡と集水枡内設型フラップゲートとを合わせて設置する集水枡内設型フラップゲートの設置工法において、
前記集水枡内設型フラップゲートは、開閉機に連結されガイドに沿って上下方向に自在にスライドする枠と、該枠に上端を軸支され揺動することにより該枠に形成した開口部を開閉する扉体とを備え、該ガイドを集水枡に形成した排水口から集水枡上方まで延設することにより、該枠をスライドさせて、集水枡の天板上に移動させることができるようにするとともに、排水口に移動できるようにして、該枠がスライドして排水口に達した際に該排水口の縁部を覆って、該扉体が揺動により該枠に形成した開口部を開閉することによって、排水口に流れる水流を流通又は遮断する構成であって、
予め、工場内で、少なくとも、該枠と当接する上部戸当り、下部戸当り、及び側部戸当りをフラップゲートの部品として埋め込んだ集水枡を作成し、該部品を埋め込んだ集水枡を設置孔に設置した後、フラップゲートを構成するその余の部品を現場で組み立てて、集水枡の中にフラップゲートを設置する集水枡内設型フラップゲートの設置工法。
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