JP4489708B2 - Undulating gate - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば津波や高潮対策として使用される起伏式ゲートに関するものである。 The present invention relates to a undulating gate used as a countermeasure against tsunami and storm surge, for example.
この種の起伏式ゲートとして、たとえば浮力によって扉体の起伏を行い、起立時における扉体の転倒をテンションロッドによって防止する起伏式ゲートが、特許文献1に開示されている。
この特許文献1に開示された起伏式ゲートの場合、扉体の起立時、扉体に作用する波力(転倒モーメント)をテンションロッドによって支持している。
このような動揺式の起伏式ゲートを湾口や港口などの水深の浅い海域に設置した場合、津波や高潮は潮位の変動周期が非常に長い潮位変動として扉体に作用する。この場合は、扉体で湾口や港口を締切ることで湾内や港内への海水の進入を防ぐことが可能である。
In the case of the undulating gate disclosed in
When such a rocking undulating gate is installed in a shallow water area such as a bay entrance or a port entrance, tsunamis and storm surges act on the door body as tide level fluctuations with very long tide level fluctuation cycles. In this case, it is possible to prevent seawater from entering the bay or the port by closing the bay entrance or the port entrance with the door.
しかしながら、潮位の変動周期が比較的に短い風波(0.1秒〜10秒程度)やうねり(10秒〜30秒程度)の場合は、この風波やうねりによる動揺を許容してしまうため、港内に波浪を伝達してしまう。 However, in the case of wind waves with relatively short tide level fluctuation cycles (about 0.1 to 10 seconds) and swells (about 10 to 30 seconds), fluctuations due to the wind waves and swells are allowed. Waves are transmitted to the sea.
また、漁港や河口などの水深が急変する場所に設置した場合は、発生する津波は段波的であるため、波が到着すると即座に扉体が締切られる。従って、この時の扉体の急激な閉動作によっても港内に孤立波を発生させてしまう。 Also, when installed in places where the water depth suddenly changes, such as fishing ports and estuaries, the generated tsunami is wave-like, so the door body is cut off immediately when the waves arrive. Therefore, an abrupt closing operation of the door at this time also generates a solitary wave in the port.
本発明が解決しようとする問題点は、前述のような起伏式ゲートの場合、
1)潮位の変動周期が比較的に短い風波やうねりでは、風波やうねりによる動揺を許容し、波高伝達率(透過率)が高くなる、
2)段波津波に対して波が発生する、
という点である。
The problem to be solved by the present invention is that in the case of the undulating gate as described above,
1) Wind waves and swells with relatively short fluctuation periods of tide levels allow fluctuations due to wind waves and swells, resulting in high wave height transmissibility (transmittance).
2) A wave is generated against a tsunami.
That is the point.
本発明の起伏式ゲートは、
潮位の変動が比較的に短周期の風波やうねりの場合も、その進入を効果的に防止でき、また、段波津波に対して波が発生しないようにするために、
起立時に外力を受けて揺動する扉体を備えた起伏式ゲートであって、
前記扉体の静水面側に、扉体の幅方向に突出状に設置した、扉体表面への水の遡上を妨げるフィンを、可動式にして、扉体の全開時に、フィンを扉体の静水面側表面と平行に収納できるようにしたことを最も主要な特徴としている。
The relief gate of the present invention is
Even when the tide level fluctuations are relatively short-period wind waves and swells, the approach can be effectively prevented, and in order to prevent waves from being generated due to stepped tsunamis,
An undulating gate with a door body that swings in response to external force when standing up,
The fin that is installed on the hydrostatic surface side of the door body so as to protrude in the width direction of the door body and prevents the water from going up to the door body surface is movable, and when the door body is fully opened, the fin is The main feature is that it can be stored parallel to the surface of the still water surface .
本発明の起伏式ゲートにおいて、静水面側とは、例えば湾口に設置した場合は湾内側、港口に設置した場合は港内側を言う。
また、扉体へのフィンの高さ方向の設置位置は、扉体表面への水の遡上を妨げる位置であれば、特に問わない。
In the undulating gate of the present invention, the still water surface side means, for example, the inner side of the bay when installed at the bay entrance and the inner side of the port when installed at the port entrance.
Moreover, the installation position of the height direction of the fin to a door body will not be ask | required especially if it is a position which prevents the water going up to the door body surface.
本発明では、扉体の静水面側にフィンを設置するだけの簡単な構成で、波高伝達率を効果的に低減することができる。従って、潮位の変動が比較的に短周期の風波やうねりの場合も、その進入を効果的に防止でき、また、段波津波に対しても波の発生を効果的に抑制することができる。加えて、フィンを設置した場合でも、フィンを設置しない場合と同様の水深を得ることができる。逆に、水深の要件を満たす場合には、海底の掘り込みを少なくできるので、設置工期を短縮できる。 In the present invention, the wave height transmissibility can be effectively reduced with a simple configuration in which fins are simply installed on the still water surface side of the door body. Therefore, even when the fluctuation of the tide level is a relatively short-period wind wave or swell, the approach can be effectively prevented, and the generation of waves can be effectively suppressed even for a step tsunami. In addition, even when fins are installed, the same water depth as when fins are not installed can be obtained. Conversely, if the water depth requirements are met, the seabed can be less dug and the installation period can be shortened.
以下、本発明を実施するための各種の形態と共に最良の形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図4は本発明の基本構成例を説明する概略図、図10は本発明例を説明する概略図である。
The best mode as well as various modes for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
1 to 4 is a schematic view for explaining an example of the basic configuration of the present invention, FIG 10 is a schematic diagram illustrating the present onset Akirarei.
図1〜図4において、1は起伏式ゲートであり、扉体2と、この扉体2の起立時に、扉体2に大きな水圧荷重が作用しても扉体2が転倒しないように、たとえば港湾Rの港外側に設けられた複数のテンションロッド3を備えた構成である。
In FIG. 1 to FIG. 4,
これら図1〜図4に示した例では、前記扉体2は、基端側の回転軸2aを、たとえば港湾Rの底部に設けた基台4aに、軸受5によって回転自在に枢支することで、前記回転軸2aを支点として扉体2が起伏するものを示している。
In the examples shown in FIGS. 1 to 4, the
また、前記テンションロッド3は、たとえばその中間で二つに折れ曲がるように形成され、扉体2の起立時に上端側に位置する一方端部は前記扉体2の頂部に、前記起立時に下端側に位置する他方端部は、扉体2が倒伏する側に前記回転軸2aから所定の距離だけ離れた位置に、それぞれ回転が自在なように枢支されている。
Further, the
なお、前記テンションロッド3は、浮力によって水中での重量を軽減して、扉体2の起立初期にテンションロッド3に作用する張力が可及的に0となるようにするため、たとえば中空材が使用される。
Note that the
また、扉体2のたとえば港内側の頂部には浮力発生部6が設けられ、この浮力発生部6への給排気装置からの給気又は排気による浮力の増減によって、扉体2が、図1(b)に示した全開の倒伏状態から、図1(a)に示した全閉の起立状態となるように構成されている。
In addition, a
7は前記テンションロッド3の他方端部と基台4bとの連結部に介在されたウエイトであり、このウエイト7が、前記扉体2の浮上後に、前記基台4bとの連結部を支点として回動すべく、このウエイト7と前記基台4b、及び、ウエイト7と前記テンションロッド3を、それぞれ回転が自在なように枢支している。
このようなウエイト7を設置した起伏式ゲートでは、図3(a)に示したような、潮位差がない状態での釣り合い位置に扉体2が浮上するまでは(図3(a)では扉体2の起伏角度は50°)、ウエイト7は回転せずにテンションロッド3に作用する張力は小さく維持される。
In the undulating gate having such a
そして、扉体2がさらに浮上した後は、ウエイト7は徐々に回転し始め、テンションロッド3に作用する張力はウエイト7の作用によって徐々に大きくなる。なお、図3(b)は、潮位差のある状態での釣り合い位置(図3(b)では扉体2の起伏角度は75°)を示している。
After the
つまり、ウエイト7を介在させることによって、扉体2の起立時に衝撃力がテンションロッド3に作用せず、荷重の集中が緩和できるようになる。
That is, by interposing the
本発明は、たとえば前述したような構成の起伏式ゲート1の、前記扉体2の静水面側である港内側に、図1〜図3に示したように、フィン8を扉体2の幅方向に突出状に設置した構成である。
As shown in FIGS. 1 to 3, for example, the present invention provides the width of the
このような基本構成の本発明の起伏式ゲート1では、次に述べるような作用によって波高伝達率を低減することができる。
In the
本発明の起伏式ゲート1のような動揺式のゲートでは、フラップ式造波機の原理で港内に波浪などを伝達する。
すなわち、扉体2が起立状態の時に、波浪に伴って扉体2が行う倒伏動作により、扉体2の静水面側(港内側)の水面が乱れる(図4参照)。そして、扉体2の静水面側表面に遡上した水塊を、扉体2の起立動作時に港内に押し出すことで波が作り出される。
In a rocking gate such as the
That is, when the
従って、扉体2の表面への水の遡上を妨げて遡上高さを低減することができれば、発生する波の高さも低減できることになる。
つまり、本発明の起伏式ゲート1では、図4のような釣り合い位置にある扉体2の静水面側の水面付近での水の上下運動を、扉体2の静水面側に設けたフィン8で抑制して発生波を消波することにより、波高伝達率を低減するのである。また、津波が発生した場合の段波に対しても、同様に港内への波の発生を低減することができる。
Therefore, if the rising height can be reduced by preventing the water from going up to the surface of the
In other words, in the
ちなみに、図1〜図4に示した基本構成の本発明の起伏式ゲート1の1/35の模型を作成し、波形勾配(波高/波長)が0.04の場合において、釣り合い位置にある扉体2の静水面側における高さ方向の水面位置近傍に2段のフィン8を設置したとき(フィンの長さLは10cm、扉体への取付け角度θは60°)と設置しないときの波高伝達率を調査した結果を図5及び図6に示す(なお、フィンの長さL、扉体2への取付け角度θは図1を参照)。
Incidentally, a 1/35 model of the undulating
図5は潮位差がない場合、図6は潮位差が約6cmの場合の結果を示したものであるが、この図5及び図6より明らかなように、フィン8を設置することによって、波高伝達率が低減できていることがわかる。
FIG. 5 shows the result when there is no tide level difference, and FIG. 6 shows the result when the tide level difference is about 6 cm. As is clear from FIGS. 5 and 6, the wave height can be increased by installing the
本発明の起伏式ゲート1では、扉体2の静水面側の水面付近での水の上下運動を抑制して発生波を消波できれば、設置するフィン8の取付け角度、長さ、段数は特に問わないが、以下に発明者らがこれらフィン8の取付け角度θ、長さL、段数について前記1/35の模型を用いて実験した結果について説明する。
In the
(フィン8の取付け角度θについて)
フィン8の扉体2への取付け角度θを45°、60°、90°、120°と変化させて
実験を行った結果、図7に示すように、いずれの角度でも、フィン8を設置しなかった場合と比べて、波高伝達率の低減が確認できた。
(About the mounting angle θ of the fin 8)
As a result of experiments conducted by changing the mounting angle θ of the
その中では、扉体2に対して垂直な90°で、波高低減効果が最も低く、その他の角度では大差は認められなかった。
この実験結果より、扉体2への取付け角度に関係なく、45°以上傾けると波高伝達率の低減効果が向上すること、実験結果では、60°の角度で取付けた場合に最も効果が大きいことが判明した。
Among them, at 90 ° perpendicular to the
From this experimental result, regardless of the mounting angle to the
(フィン8の長さLについて)
フィン8の扉体2への取付け角度θが45°と90°の場合に、フィン8の長さLを5cmと10cmに変化させて実験を行った結果、図8に示すように、いずれの長さでも、フィン8を設置しなかった場合と比べて、波高伝達率の低減が確認できた。
(About the length L of the fin 8)
When the mounting angle θ of the
周期が2秒(実機に換算した場合の周期では12秒)の場合には、フィン8の長さLが5cmの方が10cmの場合よりも僅かに波高伝達率の低減効果が高いが、周期が1秒(実機に換算した場合の周期では6秒)の場合には、取付け角度θが45°で、長さが10cmの方が、5cmの場合よりも10%強も低減効果が向上した。
When the period is 2 seconds (12 seconds in the case of conversion to an actual machine), the length L of the
(フィン8の段数について)
フィン8の扉体2への取付け角度θが60°で長さが10cmの場合に、フィン8の段数が1段と2段の場合について実験を行った結果、図9に示すように、いずれの段数でも、フィン8を設置しなかった場合と比べて、波高伝達率の低減が確認できた。
(About the number of fins 8)
As a result of an experiment conducted when the number of
周期が1秒(実機に換算した場合の周期では6秒)の場合には、動揺量が小さく扉体2の静水面側表面への水の遡上が上段のフィン8まで達しないので、波高伝達率の差は現れないが、周期が大きくなり、扉体2の静水面側表面への水の遡上が上段のフィン8まで達するようになる周期が1.5秒(実機に換算した場合の周期では9秒)や2秒(実機に換算した場合の周期では12秒)の場合には、波高伝達率の低減効果が向上した。
When the period is 1 second (6 seconds when converted to an actual machine), the amount of swaying is small and the water going up to the surface of the still water surface of the
次に、本発明の起伏式ゲート1の形態を、図10を用いて説明する。
図10に示した例は、図1〜図5に示した起伏式ゲート1のフィン8を可動式にして、扉体2の全開時に、フィン8を扉体2の静水面側表面と平行に収納できるようにしたものである。
Next, the shape condition of the undulating
In the example shown in FIG. 10, the
このような構成を採用した場合には、フィン8を設置した場合でも、フィン8を設置しない場合と同様の水深を得ることができる。逆に、水深の要件を満たす場合には、海底の掘り込みを少なくできるので、設置工期を短縮できる。
When such a configuration is adopted, even when the
なお、フィン8の可動構造は、特に限定されるものではないが、浮上用の浮力発生部6の膨張力を利用するか、エアーシリンダなどを利用することが考えられる。
The movable structure of the
本発明は、前記の例に限るものではなく、請求項に記載の技術的思想の範囲内において、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。 The present invention is not limited to the above examples, and it is needless to say that the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in the claims.
たとえば、フィン8は、弾性材を使用しても良い。弾性材を使用した場合、その変形でエネルギーを消費するので、波高伝達率の低減効果をさらに向上できる可能性がある。
For example, the
また、前記の例ではテンションロッド3を設けた起伏式ゲート1について説明したが、テンションロッド3は必ずしも必須ではない。
さらに、起立時に波浪、潮位変動、風波やうねりといった外力を受けて揺動するものであれば、図1〜図5などに示した浮力の増減によって起伏する扉体に限らない。本出願人が、特願2005−36528で提案したような、通常時は浮上抑制機構で浮力を有する扉体の浮上を抑制し、起立時には浮上抑制機構による浮上の抑制を解除するものでも良い。また、カウンターウエイトによって起立し、倒伏時には、カウンターウエイトが扉体に作用しないように、扉体の頂部側とカウンターウエイトを連結するロープを巻き回したドラムをロックするものでも良い。
In the above example, the undulating
Furthermore, the door body is not limited to the one that rises and falls due to the increase and decrease of buoyancy shown in FIGS. As proposed in Japanese Patent Application No. 2005-36528, the present applicant may suppress the rising of the door body having buoyancy by the levitation suppression mechanism, and cancel the levitation suppression by the levitation suppression mechanism at the time of standing. Alternatively, the drum may be configured to stand up by a counterweight and lock a drum wound with a rope connecting the top of the door body and the counterweight so that the counterweight does not act on the door body when lying down.
本発明は、津波や高潮対策として港湾に設置するだけでなく、河川に設置することも可能である。また、船舶が航行する河川や港では、水深が浅くなるのを防止するためにピットを設け、このピットに基台を配置することも可能である。 The present invention can be installed not only in harbors but also in rivers as a countermeasure against tsunamis and storm surges. In rivers and ports where ships navigate, it is also possible to provide a pit to prevent the water depth from becoming shallow and to place a base in this pit.
1 起伏式ゲート
2 扉体
2a 回転軸
3 テンションロッド
8 フィン
1 Undulating
Claims (1)
前記扉体の港内側或いは湾内側に、扉体の幅方向に突出状に設置した、扉体表面への水の遡上を妨げるフィンを、可動式にして、扉体の全開時に、フィンを扉体の港内側或いは湾内側表面と平行に収納できるようにしたことを特徴とする起伏式ゲート。 An undulating gate with a door body that swings in response to external force when standing up,
The fin that prevents the water from going up to the door body surface , which is installed in the shape of the door body in the width direction of the door body or the bay inside of the door body , is movable, and when the door body is fully opened, A undulating gate characterized in that it can be stored in parallel with the inner surface of the door or the inner surface of the bay .
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