JP4203798B2

JP4203798B2 - 回転式ゲート

Info

Publication number: JP4203798B2
Application number: JP2003139965A
Authority: JP
Inventors: 伸二佐々木; 征二堀岡
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP2004339860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扉体の上下方向の移動によって越流量調節を行うゲートであって、詳しくは、扉体が水平軸回りに回転して上下する回転式ゲートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川途中に配設されて水位調節等に用いられるゲートとしては、起伏ゲート付き２段ローラーゲートや、ライジングセクターゲートと呼ばれる回転式のゲート（特許文献１，２参照）が知られている。何れのゲートも扉体の上縁の位置（高さ）を変化させることでを越流量を調節するものであり、開度に対する流量変化の割合が小さく流量制御が容易なものである。
【０００３】
起伏ゲート付き２段ローラーゲートは、図６（Ａ）にその一例の断面図を示すように、洪水時に扉体６１を堤防高さまで引き上げ可能な高さの門柱６２の上端に、更に扉体６１を昇降駆動するウインチ等の昇降駆動機構６３を配置しなければならないため、コストを要すると共に大きな建造物が水面上に突出することとなって周囲環境や景観に少なからぬ影響を与える。
【０００４】
一方、ライジングセクターゲートは、図６（Ｂ）に断面図を示すように、一対の支持円盤６５Ａの間に半円形より小さい断面形状の扉体６５Ｂが架設されて成るゲート本体６５が、扉体６５Ｂを水平として支持円盤６５Ａを介して堰柱６６に水平軸で回転可能に支持されると共に、対応する河床部に扉体６５Ｂを格納する凹部６７が掘り込まれて構成されている。そして、扉体６５Ｂが立ち上がった状態で全閉状態となり、この状態からゲート本体６５が図中反時計回りに回転して凹部６７に扉体６５Ｂが格納された状態で開放状態となる。ゲート本体６５の回転駆動機構は、例えば支持円盤６５Ａの外面に設けられたラックに噛合するピニオンを回転駆動するように構成される。これによれば大きな建造物が水面上に突出することがないため、周囲環境や景観への影響が少ないという特長がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８３５８６号公報
【特許文献２】
特開平９−３１６８５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のごとき従来の回転式のゲートでは、両端の支持円盤が大きく重く、また、河床部に扉体を格納する大きな掘り込みが必要となるために土木構造物が大きくなり、コストが高いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、小型軽量且つ低コストに構成できる回転式ゲートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の回転式ゲートは、河床が平坦に形成された水路の両側に立設された堰柱と、外面が円弧状で前記堰柱間隔と対応する長さの扉体およびこの扉体の両端に設けた脚柱で構成されるゲート本体と、前記堰柱には前記ゲート本体の脚柱を収容する収容凹部が形成され、この収容凹部に前記ゲート本体の前記脚柱を、前記扉体の円弧状外面の中心位置で前記堰柱の前記河床から前記円弧状外面の半径と略等しい高さに枢支する一方、前記扉体の外面と前記河床の間をシールする河床部シール部材と、前記扉体の側面と前記堰柱の間をシールする側部シール部材と、前記扉体を揺動させて上縁位置を変化させることによって越流量を調節し得ると共に大流量時には上側に退避させて水路を開放し得る回転駆動手段と、を備え、前記脚柱の、前記扉体が上側に退避した水路開放時において上流側となる側に、当該脚柱を覆い前記収容凹部内面とゆるやかに連続する傾斜面を有する整流保護板部材を設けて、構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成では、流量調節は扉体の揺動によって行い、洪水等の大流量時には上側に退避させて水路を開放する。脚柱は収容凹部内に収容されるため、流水の妨げとはならない。扉体の側部に大きく重い支持円盤はなく、また、河床部に開放時に扉体を格納する掘り込みも必要としない。
また、上記脚柱の、上記扉体が上側に退避した水路開放時において上流側となる側に、当該脚柱を覆い前記収容凹部内面とゆるやかに連続する傾斜面を有する整流保護板部材が設けられて構成されていることにより、水路開放時には、整流保護板部材が脚柱の上流側に位置し、流木等の流下物の脚柱への衝突を防ぐように作用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る回転式ゲートの一構成例の概念断面図，図２は上流側から見た正面図，図３は平面図である。
【００１３】
図示回転式ゲート１は、水路２の両側に配設された堰柱３，３の間に、扉体１１を備えるゲート本体１０が水路２と直交する水平な軸回りに回転可能に設けられると共に、ゲート本体１０を回転駆動する回転駆動手段としての油圧シリンダ２０を備えて構成されている。そして、油圧シリンダ２０によってゲート本体１０を回転操作することによる扉体１１の上縁の上下によって越流量の調節を行うと共に、洪水等の出水時には上側に大きく揺動退避させて水路２を開放し得るようになっている。尚、本構成例においては、ゲート本体１０の枢支点（支持軸３１）は、調節水位範囲よりは上側であるが出水時には水没する位置に設定されている。
【００１４】
ゲート本体１０が設けられる堰柱３，３の間の河床２Ａは平坦に形成されており、また、ゲート本体１０を支持する堰柱３，３の部位には後述する脚柱１２の厚さと対応する深さの収容凹部３Ａが形成されている。収容凹部３Ａの上流側の縁の支持軸３１より下側は、扉体１１の外面に添う円弧形状となっている。
【００１５】
ゲート本体１０は、扉体１１の左右両端にそれぞれ脚柱１２が延設されて形成され、その脚柱１２の基端に設けられたボス１３を介して堰柱３，３に植設された支持軸３１に支持されている。
【００１６】
扉体１１は、ボス１３（支持軸３１）を中心とする半円（１８０゜）以下の所定角度範囲の円弧状の外面を有する所定厚さの紡錘状断面で、堰柱３，３の間隔と対応する長さに形成されている。
【００１７】
脚柱１２は、所定厚さの板状で、扉体１１の前後両端とボス１３を結ぶ扇形となっている。一方の脚柱１２の前縁には油圧シリンダ２０のロッドが枢着される操作部１４が突設されており、また、左右両脚柱１２の後縁にはそれぞれ整流保護板部材としての整流保護板１５が取り付けられている。
【００１８】
整流保護板１５は、脚柱１２と対応する厚さ及び長さの板状で、後縁側が所定角度の楔形の断面形状となっており、堰柱３と脚柱１２の間を所定の角度で連続させるように設けられている。
【００１９】
上記のごとき構成のゲート本体１０は、前述のごとく堰柱３，３に植設された支持軸３１によって回転可能に支持されている。支持軸３１の位置は河床２Ａから扉体１１の外面の円弧半径より僅かに高く設定されており、これによってゲート本体１０の扉体１１の外面と河床２Ａとが所定間隔で近接し、ここに床部シール部材としての河床部水密ゴム４０が設けられている。
【００２０】
河床部水密ゴム４０は、図１のＸ部拡大図である図４（Ａ）に示すように、河床２Ａに水路２と直交する方向に配設されており、扉体１１の外面に当接してその上流と下流の間を水密的にシールするようになっている。扉体１１の外面は、前述のごとくその回転中心である支持軸３１を中心とする円弧状であるため、その回転によっても扉体１１の外面と河床部水密ゴム４０との位置関係は変化せず、シール状態を保つことができる。
【００２１】
また、脚柱１２は堰柱３の収容凹部３Ａ内に位置して水路２内に突出しないようになっている。ゲート本体１０の側端面は、堰柱３の収容凹部３Ａの内面に所定間隔で近接しており、ここに側部シール部材としての側部水密ゴム５０が設けられている。
【００２２】
側部水密ゴム５０は、図３のＹ部拡大図である図４（Ｂ）に示すように、ゲート本体１０の側面に扉体１１の円弧状外面に沿って配設されており、堰柱３の収容凹部３Ａの対抗面に当接してその上流と下流の間を水密的にシールするようになっている。
【００２３】
油圧シリンダ２０は、一方の堰柱３の上面に設けられたブラケット３２によって支持軸３１と平行な枢支軸で揺動可能に支持されて、ゲート本体１０の揺動面と同一面内で揺動し得るように設けられており、その伸縮するロッド２１の先端がゲート本体１０の操作部１４に枢着されている。これにより、ロッド２１を伸縮させることでゲート本体１０を揺動操作し得るようになっている。ロッド２１の伸縮ストロークは、扉体１１が図１中一点鎖線で示す開放位置と、二点鎖線で示す最低位置との間でゲート本体１０を回転し得るように設定されている。
【００２４】
上記のごとく構成された回転式ゲート１では、油圧シリンダ２０の駆動によってゲート本体１０を支持軸３１を中心として回転させ、その上縁の高さを変化させることで所定範囲内において流量制御を行う。つまり、扉体１１の上縁を図１中に示す最小開度と最大開度の間で変化させて流量制御を行うことができる。この放流時、ゲート本体１０の脚柱１２は、堰柱３の収容凹部３Ａ内に位置するため、水路２の流下断面積は変化しない。
【００２５】
一方、図中計画最高水位まで水位が上がる洪水等の出水時には、ゲート本体１０を図１中時計回りに大きく回転させて、図１中一点鎖線で示すと共に図５に示すように、扉体１１を水面上に位置させて開放状態とする。この時、収容凹部３Ａの上流側の縁とゲート本体１０の脚柱１２の間が開き、支持軸３１より上側に達した水が収容凹部３Ａに流れ込むこととなるが、脚柱１２の上流側に整流保護板１５が位置し、これによって流木等の流下物が脚柱１２に直接衝突することによる損傷を防ぐ。
【００２６】
このような回転式ゲート１によれば、駆動機構（油圧シリンダ２０）を堰柱３上に配設することができるために景観に優れ、また、一葉の扉体で流量制御が可能であると共に側部に大きな支持円盤を必要としないため、極めて小型軽量に構成できる。更に、河床部に扉体を格納する掘り込みが不要であって土木構造物も小型化でき、低コストに構成できるものである。
【００２７】
尚、本発明は上記構成例に限るものではなく、適宜変更可能なものである。例えば、ゲート本体１０を回転駆動する駆動手段としては巻き上げ機を用いても良く、また、脚柱１２の形状は必要強度が得られば扇形でなくとも良いものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る回転式ゲートによれば、河床が平坦に形成された水路の両側に立設された堰柱と、外面が円弧状で前記堰柱間隔と対応する長さの扉体およびこの扉体の両端に設けた脚柱で構成されるゲート本体と、前記堰柱には前記ゲート本体の脚柱を収容する収容凹部が形成され、この収容凹部に前記ゲート本体の前記脚柱を、前記扉体の円弧状外面の中心位置で前記堰柱の前記河床から前記円弧状外面の半径と略等しい高さに枢支する一方、前記扉体の外面と前記河床の間をシールする河床部シール部材と、前記扉体の側面と前記堰柱の間をシールする側部シール部材と、前記扉体を揺動させて上縁位置を変化させることによって越流量を調節し得ると共に大流量時には上側に退避させて水路を開放し得る回転駆動手段と、を備え、前記脚柱の、前記扉体が上側に退避した水路開放時において上流側となる側に、当該脚柱を覆い前記収容凹部内面とゆるやかに連続する傾斜面を有する整流保護板部材を設けて、構成されていることにより、側部に大きな支持円盤を必要としないため、極めて小型軽量に構成できると共に、河床部に扉体を格納する掘り込みが不要であって土木構造物も小型化でき、低コストに構成できるものである。
また、上記脚柱の、上記扉体が上側に退避した水路開放時において上流側となる側に、当該脚柱を覆い前記収容凹部内面とゆるやかに連続する傾斜面を有する整流保護板部材が設けられて構成されていることにより、整流保護板部材が水路開放時に脚柱の上流側に位置し、脚柱への流木等の流下物の衝突を防いで損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転式ゲートの一構成例の概念断面図である。
【図２】回転式ゲートを上流側から見た正面図である。
【図３】回転式ゲート平面図である。
【図４】（Ａ）は図１のＸ部拡大図，（Ｂ）は図３のＹ部拡大図である。
【図５】開放状態の回転式ゲートを示す断面図である。
【図６】従来例としてのゲートの概念断面図を示し、（Ａ）は起伏ゲート付き２段ローラーゲート，（Ｂ）はライジングセクターゲートである。
【符号の説明】
１回転式ゲート
２水路
２Ａ河床
３堰柱
３Ａ収容凹部
１０ゲート本体
１１扉体
１２脚柱
１５整流保護板（整流保護板部材）
２０油圧シリンダ（回転駆動手段）
３１支持軸
４０河床部水密ゴム（河床部シール部材）
５０側部水密ゴム（側部シール部材）

Claims

河床が平坦に形成された水路の両側に立設された堰柱と、
外面が円弧状で前記堰柱間隔と対応する長さの扉体およびこの扉体の両端に設けた脚柱で構成されるゲート本体と、
前記堰柱には前記ゲート本体の脚柱を収容する収容凹部が形成され、この収容凹部に前記ゲート本体の前記脚柱を、前記扉体の円弧状外面の中心位置で前記堰柱の前記河床から前記円弧状外面の半径と略等しい高さに枢支する一方、
前記扉体の外面と前記河床の間をシールする河床部シール部材と、
前記扉体の側面と前記堰柱の間をシールする側部シール部材と、
前記扉体を揺動させて上縁位置を変化させることによって越流量を調節し得ると共に大流量時には上側に退避させて水路を開放し得る回転駆動手段と、を備え、
前記脚柱の、前記扉体が上側に退避した水路開放時において上流側となる側に、当該脚柱を覆い前記収容凹部内面とゆるやかに連続する傾斜面を有する整流保護板部材を設けて、構成されていることを特徴とする回転式ゲート。