JP4644171B2 - フラップゲートの構造 - Google Patents

Description

本発明は、下水道等に設置されるフラップゲートの構造に関するものである。

合流式下水道において、大雨時には、晴天時汚水量のある一定倍量までの下水は下水処理場に導き、この量を超える下水は雨水吐き室で分水して無処理で河川や海に放流する措置が採られる。図５は雨水吐き室の一構造例を示す説明図であり、（ａ）は雨水吐き室の平面説明図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。通常時、下水は白矢印で示すように、合流管３２から雨水吐き室３１を通って汚水流出管３３に流れる。汚水流出管３３は下水処理場につながっている。大雨時には、黒矢印で示すように、下水が越流せき３４から溢れて放流管３５に流れる。放流管３５の下流端は河川等に通じている。また、越流した下水のし渣を除去する目的で適宜にバースクリーン３６が設置される。図５ではバースクリーン３６が雨水吐き室３１に設置されているが、放流管３５の途中に設けた別の室に設置される場合もある。

河川等に臨む放流口室（吐き室３７）周りには、河川等からの水の逆流を防止するためのフラップゲートが設置される。図６は従来のフラップゲートの一構造例を示す説明図であり、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は側面説明図である。図５に示した放流管３５に流入した下水は、放流通路３８を介して吐き室３７に流れ、河川等に放流される。フラップゲート３９は、その上端が、施設躯体に取り付けた支軸４０周りに回動自在に取り付けられており、通常時は図６（ｂ）に実線で示すように自重により鉛直状に位置して放流通路３８の出口を塞いでいる。河川等から水の逆流があった場合、その水圧を受けてシール部材４１が放流通路３８の出口周りに圧接されることによりフラップゲート３９の水密性能が発揮される。そして、大雨時等には、放流通路３８を流れてきた下水がその水圧によりフラップゲート３９を図６（ｂ）に仮想線で示すように押し開き、吐き室３７に流入する。なお、フラップゲート３９の他の従来例としては、アクチュエータの開閉装置を備えたものもある（例えば、特許文献１参照）。
登録実用新案第３０１１１６５号公報

フラップゲート３９は、河川等からの逆流の大きな水圧に耐えうる構造が要求され、それゆえ鋼板３９ａに対して溝型鋼等の補強用のリブ３９ｂを溶接等により固設した構造となっている。しかし、このリブ３９ｂを要する構造は、フラップゲート３９の製造コストが高くなるうえ、重量が大幅に増えるので施工現場までの搬送時や取り付け時における取り扱いが困難になるという問題がある。また、重量が大きくなることから、例えば前記放流通路３８から下水が流れてきたとき、大きな水圧がかからなければ開かないという制約も受け、この場合、別途にアクチュエータの開閉装置等を設けて強制的に開く構造にするなどの措置が採られることもある。

本発明は、以上のような問題を解決するために創作されたものであり、製造コストが安価となり、施工現場までの搬送時や取り付け時における取り扱いが容易となるフラップゲートの構造を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するため、上端が水平方向のゲート支軸回りに回動可能に支持された逆流防止用のフラップゲートの構造であって、し渣を捕捉するバースクリーンを水路に設置し、フラップゲートが逆流による水圧を受けたとき、このフラップゲートを構成する板部材が、前記バースクリーンの各バーの下流側端面に当接した状態で前記バースクリーンの目開部を閉塞する構成としたことを特徴とするフラップゲートの構造とした。

このフラップゲートの構造によれば、フラップゲートを構成する板部材を複数のバーの下流側端面に当接させる構造としたので、逆流時、フラップゲートに加わる水圧による力を複数のバーに分散させて効果的に逃がすことができる。これにより、フラップゲートに格別な補強対策を施すことなく、例えばフラップゲートを単体の板部材のみから構成することができる。

また本発明では、前記バースクリーンは、上端が水平方向のスクリーン支軸回りに回動可能に支持され、前記フラップゲートと前記バースクリーンとは連結部材により連結され、正常な流れ時において前記フラップゲートが所定値以上の水圧を受けた際、先に前記フラップゲートが開き始めて所定の開度位置まで達して以降、このフラップゲートは前記連結部材を介して前記バースクリーンを引き上げ回動させながら開いていく構成としたことを特徴とするフラップゲートの構造とした。

このフラップゲートの構造によれば、簡易な構造で、水位が異常なほどに上昇したとき、緊急として水を大量に排出することができる。

また本発明では、前記フラップゲートおよびバースクリーンを、合流式下水道における雨水吐き室の越流せきの上部に設置したことを特徴とするフラップゲートの構造とした。

このフラップゲートの構造によれば、合流式下水道におけるフラップゲートの取り付け施工が容易となる。

本発明によれば、フラップゲートの製造コストが安価となり、施工現場までの搬送時や取り付け時におけるフラップゲートの取り扱いが容易となる。

以下、本発明を適用したフラップゲートを合流式下水道の雨水吐き室に設置した場合について説明する。図１、図２はそれぞれ、雨水吐き室と本発明を適用したフラップゲートとを示す側面説明図、平面説明図であり、図３、図４はそれぞれ、本発明を適用したフラップゲートの作用説明図、外観斜視図である。

図１、図２において、下水は、通常水位では合流通路２から雨水吐き室１を通って汚水流出通路３に流れる。汚水流出通路３は下水処理場に通じている。大雨時等に水位が越流せき４の上端よりも上昇すると、その水圧でフラップゲート１１が開き、下水は放流通路５に流れる。放流通路５の下流端は河川等に通じている。

本発明は、し渣を捕捉するバースクリーン２１を水路に設置し、フラップゲート１１が逆流による水圧を受けたとき、このフラップゲート１１を構成する板部材が、バースクリーン２１の各バー２２の下流側端面２２ａに当接した状態でバースクリーン２１の目開部２３（図４）を閉塞する構成としたことを主な特徴とする。

本実施形態のバースクリーン２１は、複数のバー２２を縦にして水路幅方向に並設してなる、いわゆる縦引きタイプのスクリーンである。図４に示すように、各バー２２は平板状の部材からなり、連結棒２４により互いに連結される。図１から判るように、上方が上流寄りに位置するように傾斜状に設置される。

雨水吐き室１の対向する側壁間にわたってスクリーン支軸２６が水平状に掛け渡されており、各バー２２の上端にわたって固設した円筒部材２５がこのスクリーン支軸２６に回動可能に外嵌している。つまり、バースクリーン２１は、上端が水平方向のスクリーン支軸２６回りに回動可能に支持された構造となっている。通常時、バースクリーン２１の下端は、バースクリーン２１の自重により、越流せき４の上部に形成された段差側壁４ａに当接した状態となっている。

フラップゲート１１は、その上端が水平方向のゲート支軸１２回りに回動可能に支持される。本実施形態では、蝶番１３をフラップゲート１１の上端と円筒部材２５とにわたって取り付け、この蝶番１３の回転軸をゲート支軸１２としている。フラップゲート１１は、矩形状の板部材、例えばステンレス鋼板から構成される。フラップゲート１１が閉じている際、フラップゲート１１の板面は各バー２２の下流側端面２２ａに当接した状態となる。

フラップゲート１１が閉じて逆流による水圧を受けた際のフラップゲート１１とバースクリーン２１との間の水密性を確保するため、図４に示すように、バースクリーン２１の外縁４辺全体にわたって当て板２７が固設されており、フラップゲート１１側においては、当て板２７に密着可能となるようにその外縁４辺全体にわたってゴム材等からなるシール部材１４が固設されている。

また、フラップゲート１１とバースクリーン２１とは連結部材１５により連結されている。連結部材１５は、バースクリーン２１に対するフラップゲート１１の回動を許容しつつ両者を連結する部材からなり、好適例としてはチェーンが挙げられる。連結部材１５は、フラップゲート１１が所定の開度位置に達して以降、フラップゲート１１の回動力をバースクリーン２１側に伝達する機能を有する。

本発明の作用を説明する。通常時には、図１に示すように、バースクリーン２１の下端は、バースクリーン２１の自重により、越流せき４の段差側壁４ａに当接した状態であり、フラップゲート１１は自重により閉じて、フラップゲート１１の板面はバースクリーン２１の各バー２２の下流側端面２２ａに当接した状態となる。したがって、フラップゲート１１が河川等からの逆流による水圧を受けたときも、このフラップゲート１１を構成する板部材が、各バー２２の下流側端面２２ａに当接した状態でバースクリーン２１の目開部２３（図４）を閉塞する。

逆流による水圧の問題に対し、従来のフラップゲートの構造では補強用のリブを要していたのに対し、本発明では、フラップゲート１１を構成する板部材を複数のバー２２の下流側端面２２ａに当接支持させる構造としたので、フラップゲート１１に加わる水圧による力を複数のバー２２に分散させて効果的に逃がすことができる。これにより、フラップゲート１１に格別な補強対策を施すことなく、フラップゲート１１を単体の板部材のみから構成することができる。したがって、フラップゲート１１の製造コストが安価となり、施工現場までの搬送時や取り付け時におけるフラップゲート１１の取り扱いが容易となる。

次に、正常な流れ時において、大雨等により合流通路２からの水量が多くなって水位が越流せき４の上端よりも上昇した場合について説明する。雨天水位となったとき、水圧がバースクリーン２１の目開部２３（図４）を介してフラップゲート１１の板面に加わり、フラップゲート１１が所定値以上の水圧を受けた際、先ず図３（ｂ）に示すようにフラップゲート１１が下水に押し上げられて開く。そして、フラップゲート１１が所定の開度位置まで達すると、連結部材１５を構成するチェーンが延びきった状態となり、これ以降、フラップゲート１１は図３（ｃ）に示すように、チェーンを介してバースクリーン２１を引き上げ回動させながら開いていく構造となっている。

バースクリーン２１の下端が持ち上がるので、勿論、下水中の一部のし渣はバースクリーン２１に捕捉されることなく、バースクリーン２１の下端と越流せき４の上端との間隙からそのまま流れ出ることになる。この構造は、フラップゲート１１がバースクリーン２１を引き上げ可能なほどの水圧を受けているとき、つまり水位が異常なほどに上昇したとき、バースクリーン２１の各バー２２も水流に対して抵抗体となることから、下水をバースクリーン２１に通すことなく、とにかく河川側へ大量に流したい場合に有効となる。

なお、バースクリーン２１が閉じている際、バースクリーン２１の縁部は、雨水吐き室１の躯体側に形成された戸当り（図示せず）に当接している。この戸当りとの水密性を確保するため、前記シール部材１４と同様のゴム材等からなるシール部材がバースクリーン２１の縁部に固設される。

以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、説明した形態に限られることなくその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば説明した形態ではバースクリーン２１を可動式としたが、固定式としてもよい。また、バースクリーン２１を回動させるに当たり、アクチュエータ等の開閉装置を別途設けてもよい。

さらに、連結部材１５としては、チェーンの他に、通常時は折り畳まれた状態となり、フラップゲート１１が開くと延びるリンクアーム等から構成することもできる。また、バースクリーン２１は、バー２２を横にして上下方向に並設した、いわゆる横引きタイプのスクリーンであってもよい。さらに、バースクリーン２１に掻き揚げ式のレーキ装置を設けてもよい。また、本発明は、下水道の他に河川や工業用水路等にも適用可能である。

雨水吐き室と本発明を適用したフラップゲートとを示す側面説明図である。 雨水吐き室と本発明を適用したフラップゲートとを示す平面説明図である。 本発明を適用したフラップゲートの作用説明図である。 本発明を適用したフラップゲートの外観斜視図である。 雨水吐き室の一構造例を示す説明図である。 従来のフラップゲートの一構造例を示す説明図である。

符号の説明

１ 雨水吐き室
４ 越流せき
１１ フラップゲート
１２ ゲート支軸
１５ 連結部材
２１ バースクリーン
２２ バー
２２ａ 下流側端面
２３ 目開部
２６ スクリーン支軸

Claims (3)

1. 上端が水平方向のゲート支軸回りに回動可能に支持された逆流防止用のフラップゲートの構造であって、
   し渣を捕捉するバースクリーンを水路に設置し、
   フラップゲートが逆流による水圧を受けたとき、このフラップゲートを構成する板部材が、前記バースクリーンの各バーの下流側端面に当接した状態で前記バースクリーンの目開部を閉塞する構成としたことを特徴とするフラップゲートの構造。
2. 前記バースクリーンは、上端が水平方向のスクリーン支軸回りに回動可能に支持され、
   前記フラップゲートと前記バースクリーンとは連結部材により連結され、
   正常な流れ時において前記フラップゲートが所定値以上の水圧を受けた際、先に前記フラップゲートが開き始めて所定の開度位置まで達して以降、このフラップゲートは前記連結部材を介して前記バースクリーンを引き上げ回動させながら開いていく構成としたことを特徴とする請求項１に記載のフラップゲートの構造。
3. 前記フラップゲートおよびバースクリーンを、合流式下水道における雨水吐き室の越流せきの上部に設置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラップゲートの構造。

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