JP5225930B2 - Undulating wave breaker - Google Patents
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Description
本発明は、起伏式防波装置に関する。 The present invention relates to a undulation type wave breaker.
従来、防波提上に、略水平面に沿い歩廊として使用可能な倒伏姿勢と、上方に突出して波浪を防ぐ起立姿勢との間で、防波堤上に固定した回転支持部により起伏自在な防波板(ゲート)を設ける。そして、この防波板を倒伏姿勢と起立姿勢との間で起伏させる起伏駆動装置を設けた起伏式防波装置がある(特許文献1参照)。 Conventionally, a wave breaker plate that can be raised and lowered by a rotating support part fixed on the breakwater between a lying posture that can be used as a walkway along a substantially horizontal plane and a standing posture that protrudes upward to prevent waves. (Gate) is provided. And there exists a undulation type wave-proof device provided with the undulation drive device which raises and lowers this wave-breaking plate between a lying posture and an upright posture (refer to patent documents 1).
また、津波の進行を阻止しようとする地点の海底に軸水平に揺動できる揺動支持部(ヒンジ)を持つ基礎を設ける。そして、この基礎上の揺動支持部と組み合わせることで機能する揺動支持部(ヒンジ)を備える止水板(ゲート)を揺動支持部のある側を陸地側として配置する。さらに、止水板起立時の安定をはかる止水板起立姿勢保持機構(引き止めベルト等)を設けた津波防波堤がある(特許文献2参照)。 In addition, a foundation having a swinging support portion (hinge) that can swing horizontally in the axis is provided on the seabed at a point where the progress of the tsunami is to be prevented. And the water stop board (gate) provided with the rocking | fluctuation support part (hinge) which functions by combining with the rocking | fluctuation support part on this foundation is arrange | positioned by making the side with a rocking | fluctuation support part into a land side. Furthermore, there is a tsunami breakwater provided with a water stop plate standing posture holding mechanism (such as a retaining belt) that stabilizes the water stop plate when standing (see Patent Document 2).
特許文献1の起立式防波装置は、防波板を回転支持部(ヒンジ)で起伏自在に支持しているから、防波板側と防波堤側に複数個のヒンジ金具をそれぞれ取り付け、これら両金具を連結するヒンジ軸も必要とするので、ヒンジ構造が複雑で、部品点数も多くなるという問題がある。また、防波板の起伏を油圧シリンダ等の起伏駆動装置で行うから、装置コストが高くなるとともに、停電時のバックアップ等も必要になるという問題がある。
Since the standing wave breaker of
これに対して、引用文献2の津波防波堤は、平常時には止水板が海底付近に倒伏し、津波到来時には、津波の波力で止水板が自動的に起立するから、引用文献1のような起伏駆動装置が不要である。 On the other hand, in the tsunami breakwater of Cited Reference 2, the water stopping plate falls near the seabed in normal times, and when the tsunami arrives, the water stopping plate automatically stands up by the wave force of the tsunami. No undulating drive is required.
しかしながら、特許文献2の津波防波堤では、止水板を揺動支持部(ヒンジ)で起伏自在に支持しているから、引用文献1と同様に、ヒンジ構造が複雑で、部品点数も多くなるという問題がある。
However, in the tsunami breakwater of
また、津波水流が倒伏時の止水板下方に流入しやすくするために、止水板展開始動用基礎側突起で、止水板の仰角を保持する必要がある。この基礎側突起を省略するために、止水板の下面に隙間を形成して、津波水流を止水板下方に流入しやすくする技術が開示されているが、その構造上、押し波方向だけにしか対応できないという問題があった。 Moreover, in order to make it easy for the tsunami water flow to flow below the water stop plate at the time of lodging, it is necessary to maintain the elevation angle of the water stop plate by the base side protrusion for starting the water stop plate. In order to omit this foundation side protrusion, a technique is disclosed in which a gap is formed on the lower surface of the water stop plate to facilitate the flow of the tsunami water flow below the water stop plate. There was a problem that could only be dealt with.
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、扉体(ゲート)のヒンジ金具等を不要にして(ヒンジレス式)、部品点数が少ない簡単な支持構造とするとともに、押し波にも引き波にも対応可能な起伏式防波装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and eliminates the need for hinge fittings of the door body (gate) (hingeless type), provides a simple support structure with a small number of parts, and is also suitable for pushing waves. It is an object of the present invention to provide a undulating wave breaker that can handle pulling waves.
前記課題を解決するために、本発明は、水底面に対して略平行状態で倒れる倒伏位置と、水底面に対して略垂直状態で起き上がる起立位置とに揺動可能な起伏式防波装置であって、前記倒伏位置において、押し波方向の波力を受ける一端部と引き波方向の波力を受ける他端部とがそれぞれ水底面よりも上方に設定され、この各端部から水底面に接触する下面との間が、側面視で略円弧状若しくは略傾斜状に形成されている扉体と、押し波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の他端部付近に連結されて、扉体の他端部を揺動可能に支持する第1の固定ベルトと、引き波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の一端部付近に連結されて、扉体の一端部を揺動可能に支持する第2の固定ベルトと、前記扉体を押し波方向の波力に抗して起立位置に保持する第1の保持部材と、前記扉体を引き波方向の波力に抗して起立位置に保持する第2の保持部材を備えていることを特徴とする起伏式防波装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a undulation type wave breaker capable of swinging between a lying position that falls in a substantially parallel state with respect to the water bottom surface and a standing position that rises in a substantially vertical state with respect to the water bottom surface. In the lodging position, one end that receives the wave force in the pushing wave direction and the other end that receives the wave force in the pulling wave direction are set above the bottom surface of the water. One end is connected to the bottom surface of the door body, and the other end is near the other end portion of the door body. Is connected to the first fixed belt for swingably supporting the other end of the door body, and one end is connected to the water bottom surface in the direction of the pulling wave, and the other end is connected to the vicinity of the one end of the door body. A second fixed belt that supports one end portion of the door body in a swingable manner, and pushes the door body in a wave direction. A first holding member that holds the door body in a standing position against the undulation, and a second holding member that holds the door body in the standing position against a wave force in a pulling wave direction. A type of wave breaker is provided.
請求項2のように、請求項1において、前記第1の保持部材は、押し波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の一端部付近に連結されて、扉体を押し波方向の波力に抗して起立位置に保持する第1の引き止めベルトであり、前記第2の保持部材は、引き波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の一端部付近に連結されて、扉体を引き波方向の波力に抗して起立位置に保持する第2の引き止めベルトであることが好ましい。
As in
請求項3のように、請求項1または2において、前記扉体は、一端部と他端部との間の上下面の双方が、側面視で略対称な外向き略円弧状若しくは略傾斜状に形成されていることが好ましい。
As in
請求項4のように、請求項1〜3において、前記扉体は、横並び状で複数個が配列され、隣り合う扉体の間に、扉体の横方向移動を規制するガイド板が設けられていることが好ましい。 As in a fourth aspect, in the first to third aspects, a plurality of the door bodies are arranged side by side, and a guide plate for restricting the lateral movement of the door bodies is provided between adjacent door bodies. It is preferable.
請求項5のように、請求項1〜4において、前記扉体は中空状に形成され、この中空部に液体が充填されていることが好ましい。
As in
請求項6のように、請求項5において、前記扉体の中空部に、液体を給排可能な液体用バルブと、気体を給排可能な気体用バルブとが設けられている構成とすることができる。
As in
請求項7のように、請求項5において、前記扉体の中空部は、一端部と他端部の略中間で2室に仕切られて、各室の中空部に、液体を給排可能な液体用バルブと、気体を給排可能な気体用バルブとがそれぞれ設けられている構成とすることができる。
As in
本発明によれば、扉体(ゲート)は、平常時には水底面の倒伏位置(水底面に対して例えば約0度。以下同様)に倒れているから、船舶の航行等に影響を与えない。 According to the present invention, since the door body (gate) normally falls to the fall position of the water bottom surface (for example, about 0 degrees with respect to the water bottom surface, the same applies hereinafter), the navigation of the ship is not affected.
そして、津波、高潮、副振動等で押し波が発生すると、押し波方向の波力が扉体の一端部と水底面との間の隙間(仰角)に流入することで、扉体の一端部には上向き、他端部には下向きの偶力が発生する。 When a push wave is generated by a tsunami, storm surge, secondary vibration, etc., wave force in the push wave direction flows into a gap (elevation angle) between one end of the door body and the bottom surface of the water, thereby causing one end of the door body. Is generated upward, and the other end has a downward couple.
このとき、扉体の下面が略円弧状であれば、扉体は、支点と重心が徐々に他端部方向に移動することで、下面が水底面を転動しながら所定の起立角度(例えば約30度)まで自然に起き上がるようになる。そして、支点と重心が他端部に移動すると、この他端部は第1の固定ベルトに連結されているから、扉体は他端部を中心に回転するようになる。つまり、扉体は、倒伏位置から所定角度まで転動した後に、起立位置(例えば約90度)まで回転するようになる。また、扉体は、第1の保持部材で押し波方向の波力に抗して起立位置に保持されるようになる。この結果、押し波は、起立位置の扉体で抑制されるようになる。 At this time, if the lower surface of the door body is substantially arc-shaped, the fulcrum and the center of gravity gradually move toward the other end, so that the lower surface rolls on the water bottom while the lower surface rolls on the bottom surface (for example, It gets up to about 30 degrees). And if a fulcrum and a gravity center move to the other end part, since this other end part is connected with the 1st fixed belt, a door will come to rotate centering on the other end part. That is, the door body rolls to a standing position (for example, about 90 degrees) after rolling from a lying position to a predetermined angle. Further, the door body is held at the standing position against the wave force in the pushing wave direction by the first holding member. As a result, the push wave is suppressed by the door body in the standing position.
一方、押し波が終わり、ついで引き波が発生すると、扉体は水底面の倒伏位置に倒れる。そして、引き波方向の波力が扉体の他端部と水底面との間の隙間に流入することで、扉体の他端部には上向き、一端部には下向きの偶力が発生する。 On the other hand, when the push wave ends and a pulling wave is generated, the door body falls to the lying position on the bottom of the water. Then, wave force in the pulling wave direction flows into the gap between the other end portion of the door body and the water bottom surface, so that an upward couple is generated at the other end portion of the door body and downward at one end portion. .
このとき、扉体の下面が略円弧状であれば、扉体は、支点と重心が徐々に一端部方向に移動することで、下面が水底面を転動しながら所定の起立角度(例えば約30度)まで自然に起き上がるようになる。そして、支点と重心が一端部に移動すると、この一端部は第2の固定ベルトに連結されているから、扉体は一端部を中心に回転するようになる。つまり、扉体は、倒伏位置から所定角度まで転動した後に、起立位置(例えば約90度)まで回転するようになる。また、扉体は、第2の保持部材で引き波方向の波力に抗して起立位置に保持されるようになる。この結果、引き波は、起立位置の扉体で抑制されるようになる。 At this time, if the lower surface of the door body is substantially arc-shaped, the fulcrum and the center of gravity of the door body gradually move toward the one end, so that the lower surface rolls on the water bottom and a predetermined standing angle (for example, about It gets up to 30 degrees). And if a fulcrum and a gravity center move to one end part, since this one end part is connected with the 2nd fixed belt, a door will come to rotate centering on one end part. That is, the door body rolls to a standing position (for example, about 90 degrees) after rolling from a lying position to a predetermined angle. Further, the door body is held in the standing position against the wave force in the pulling direction by the second holding member. As a result, the pulling wave is suppressed by the door body in the standing position.
したがって、起伏式防波装置を港湾の防波堤で仕切られた出入口(水路)に設置すれば、押し波で港湾内の潮位が急激に上がるのを抑制でき、引き波で港湾内の潮位が急激に下がるのを抑制できるようになる。また、河川の河口に設置すれば、押し波が河川を遡行して上流側の堤防等から溢水するのを抑制できる。なお、河川の河口に設置した場合、引き波の対策は特に必要ないので、このような場合には、第2の保持部材で、扉体を倒伏位置付近に保持することもできる。 Therefore, if the undulating wave breaker is installed at the entrance (waterway) partitioned by the breakwater at the port, the tide level in the port can be prevented from rising suddenly by the push wave, and the tide level in the port can be drastically increased by the pulling wave. It will be possible to suppress the lowering. Moreover, if it is installed at the river mouth, it is possible to prevent the push waves from going back up the river and overflowing from the upstream bank. Note that when installed at the river mouth, there is no particular need for countermeasures against the pulling wave. In such a case, the door body can be held near the fall position by the second holding member.
このように、扉体は、第1の固定ベルトで扉体の他端部を揺動可能に支持し、第2の固定ベルトで扉体の一端部を揺動可能に支持しているから、背景技術のような複数個のヒンジ金具やヒンジ軸が不要になるので(ヒンジレス式)、支持構造が簡単で、部品点数も少なくなる(ヒンジレスゲート)。 Thus, the door body supports the other end portion of the door body in a swingable manner with the first fixing belt, and supports the one end portion of the door body in a swingable manner with the second fixing belt. Since there is no need for multiple hinge fittings and hinge shafts as in the background art (hingeless type), the support structure is simple and the number of parts is reduced (hingeless gate).
また、第1の固定ベルトは、押し波方向の水底面に一端を連結し、他端を扉体の他端部付近に連結している。第2の固定ベルトは、引き波方向の水底面に一端を連結し、他端を扉体の一端部付近に連結している。したがって、扉体は、第1の固定ベルトと第2の固定ベルトとで、倒伏位置において、押し波方向または引き波方向の何れの方向にもずれ動かないように位置規制される。 The first fixed belt has one end connected to the water bottom in the direction of the push wave and the other end connected to the vicinity of the other end of the door body. The second fixed belt has one end connected to the bottom surface in the wave direction and the other end connected to the vicinity of one end of the door. Therefore, the position of the door body is restricted by the first fixing belt and the second fixing belt so that the door body does not move in either the pushing wave direction or the pulling wave direction at the lying down position.
さらに、背景技術のようなヒンジ式の場合には、倒伏位置からの起立開始時には、扉体の自重による抵抗モーメントが最大で、起立に伴って抵抗モーメントが徐々に減少する。したがって、倒伏位置からの起立開始に際しては、空気力等を利用して、扉体をある程度の角度まで起き上がらせる機構を必要とする。これに対して、本発明のヒンジレス式では、押し波、引き波のいずれに対しても、倒伏位置からの起立開始時には、上述した偶力によって、所定の起立角度(例えば約30度)までは自然に起き上がり、その後は、波力で起立位置に自然に起き上がるようになる。したがって、倒伏位置からの起立開始時には、扉体の自重による抵抗モーメントがゼロ(0)で、起立に伴って抵抗モーメントが徐々に増加することから、ヒンジ式と比べて、空気力等の起き上がらせる機構が不要であり、波力だけでも容易に起立するようになる。また、波力が無くなった時には、ゆっくりと倒伏するようになる。 Furthermore, in the case of the hinge type as in the background art, the resistance moment due to the dead weight of the door body is maximum at the start of standing from the lying down position, and the resistance moment gradually decreases with standing. Therefore, when starting to stand from the lying down position, a mechanism for raising the door to a certain angle by using aerodynamic force or the like is required. On the other hand, in the hingeless type of the present invention, at the start of standing from the lying position for both the push wave and the pulling wave, the above-described couple forces up to a predetermined standing angle (for example, about 30 degrees). It gets up naturally, and then gets up to the standing position by wave force. Therefore, at the start of standing from the lying position, the resistance moment due to the weight of the door body is zero (0), and the resistance moment gradually increases with standing, so that aerodynamic force and the like are raised compared to the hinge type. No mechanism is required, and it can stand up easily only with wave power. Also, when wave power disappears, it will slowly fall down.
請求項2によれば、各保持部材を引き止めベルトとしたから、各固定ベルトと同じベルト素材を共用できるので、製造や管理が容易になる。なお、引き波の対策は特に必要ない場合には、第2の引き止めベルトを予め短くしておけば、扉体を倒伏位置付近に保持することもできる。 According to the second aspect, since each holding member is a retaining belt, the same belt material as that of each fixed belt can be shared, so that manufacturing and management are facilitated. If there is no particular need for countermeasures against pulling waves, the door body can be held near the fall position by shortening the second retaining belt in advance.
請求項3によれば、扉体の上下面の双方を略対称な外向き略円弧状若しくは略傾斜状に形成すれば(略木の葉形)、上下面が同形状であるから、製造作業が容易になるとともに、設置時に一端部と他端部の向きの制約がなくなるから、設置作業が容易になる。また、側面視で両凸状となるから、剛性が向上する。
According to
請求項4によれば、ガイド板で、横並び状の扉体の横方向移動を確実に規制することができる。 According to the fourth aspect, the lateral movement of the side-by-side doors can be reliably restricted by the guide plate.
請求項5によれば、扉体は1室の中空状であるから、製造時や搬送時は軽量であって、取扱いが容易であるとともに、設置現場で、液体(その現場の海水や川水等)を中空部に充填すると、その場で水底面に設置できるから、設置作業が容易になる。 According to the fifth aspect, since the door body is hollow in one chamber, it is lightweight at the time of manufacturing and transporting, is easy to handle, and has a liquid (seawater or river water at the site). Etc.) can be installed on the bottom of the water on the spot, so that the installation work becomes easy.
請求項6によれば、液体用バルブから液体を排出すると同時に、気体用バルブから気体を供給することで、扉体に浮力を付与すると、扉体の起立速度が速くなるとともに、小さな波力でも起立させることが可能になる。 According to the sixth aspect, when the buoyancy is applied to the door body by supplying the gas from the gas valve at the same time as discharging the liquid from the liquid valve, the rising speed of the door body is increased and even a small wave force is applied. It becomes possible to stand up.
請求項7によれば、扉体の中空部は2室に仕切られているから、一端部と他端部のいずれか一方の室の液体用バルブから液体を排出すると同時に、気体用バルブから気体を供給することで、気体を供給した側(上室)に浮力を付与すると、扉体を強制的に起立させることができる。逆に、上室から気体を排出すると同時に、液体を供給し、下室から液体を排出すると同時に、気体を供給することで、液体を供給した側(上室)に重力を付与すると、扉体を強制的に倒伏させることができる。 According to the seventh aspect, since the hollow portion of the door body is partitioned into two chambers, the liquid is discharged from the liquid valve in one of the one end and the other end, and at the same time, the gas is discharged from the gas valve. When the buoyancy is applied to the gas supply side (upper chamber), the door body can be forcibly raised. Conversely, when the gas is discharged from the upper chamber, the liquid is supplied and the liquid is discharged from the lower chamber, and at the same time, the gas is supplied, so that gravity is applied to the liquid supply side (upper chamber). Can be forced to surrender.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1〜図4(a)は、本発明にかかる起伏式防波装置の原理を説明するための模式図である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 (a) are schematic views for explaining the principle of the undulating wavebreaker according to the present invention.
図1(a)は平常時(押し波や引き波の無い時)の平面図、同(b)は側面図である。図2(a)は押し波時の平面図、同(b)は側面図である。図3(a)は引き波時の平面図、同(b)は側面図である。図4(a)は扉体(ゲート)1に作用する偶力の説明図である。 FIG. 1A is a plan view in a normal state (when there is no pushing wave or pulling wave), and FIG. 1B is a side view. FIG. 2A is a plan view at the time of a push wave, and FIG. 2B is a side view. FIG. 3A is a plan view at the time of a pulling wave, and FIG. 3B is a side view. FIG. 4A is an explanatory diagram of a couple acting on the door body (gate) 1.
扉体1は、港湾の防波堤で仕切られた出入口(水路)や河川の河口等の水底面2に設置され、平面視では、出入口等の幅方向に延在する略長方形状である。なお、出入口等の幅が広い場合には、後述するように、扉体1は、その幅をカバーできるように、横並び状で複数個が配列されることになる〔図7(a)参照〕。
The
扉体1は、水底面2に対して略平行状態で倒れる倒伏位置D〔図1(a)参照〕と、水底面2に対して略垂直状態で起き上がる起立位置U1,U2〔図2(b)、図3(b)参照〕とに揺動可能となっている。
The
扉体1は、平常時の倒伏位置Dにおいて、押し波方向aの波力を受ける一端部1aと、引き波方向bの波力を受ける他端部1bとが、それぞれ水底面2よりも上方に設定されている。そして、少なくとも各端部1a,1bから水底面2に接触する下面1dとの間が、側面視で略円弧状に形成されている。これにより、各端部1a,1bから水底面2に接触する下面1dとの間に、波力が流入するための隙間(仰角)fが自然に形成されるようになる。
The
具体的には、一端部1aと他端部1bとの間の上下面1c,1dの双方が、側面視で略対称な外向き略円弧状(略木の葉形)に形成されている。
Specifically, both the upper and
扉体1は、ステンレス鋼板等の上下面1c,1dと両側面1e,1fとを組み合わせて溶接することで中空状に形成され、この1室の中空部3〔図11(a)参照〕に適量の液体が充填されている。これにより、扉体1に浮力が生じないので、水底面2に倒伏位置Dで設置することが可能となる。なお、液体に代えて固体(鉄塊等)を充填することも可能である。
The
扉体1に対しては、複数本(本例では幅方向に所定の間隔を隔てて2本)の第1の固定ベルト4が設けられている。この可撓性の第1の固定ベルト4は、押し波方向aの水底面2に一端4aが連結され、扉体1の下面1dに沿って延在して、他端4bが扉体1の他端部1bに連結されている。
For the
第1の固定ベルト4は、扉体1の他端部1bを揺動可能に支持するようになる。第1の固定ベルト4は、扉体1が倒伏位置Dから右方向に転動した後に右回転Q〔図2(b)参照〕し、水底面2に接する他端部1bを支点として、押し波方向aの起立位置U1に起き上がる程度の長さとする。なお、転動した後に回転する理由は後で説明する。
The
各第1の固定ベルト4と同じ位置に、第1の引き止めベルト(第1の保持部材)6が設けられている。この可撓性に第1の引き止めベルト6は、押し波方向aの水底面2に一端6aが連結され、押し波方向aと反対方向にループ状で延在して、他端6bが扉体1の一端部1aに連結されている。
A first retaining belt (first holding member) 6 is provided at the same position as each first fixing
第1の引き止めベルト6は、扉体1が倒伏位置Dから右方向に転動した後に右回転Q〔図2(b)参照〕し、第1の固定ベルト4で押し波方向aの起立位置U1に起き上がった時、扉体1を押し波方向aの波力に抗して起立位置U1に保持する程度の長さとする。
The
扉体1に対しては、第1の固定ベルト4と重ならないように、複数本(本例では幅方向に所定の間隔を隔てて2本)の第2の固定ベルト5が設けられ、この可撓性の第2の固定ベルト5は、引き波方向bの水底面2に一端5aが連結され、扉体1の下面1dに沿って延在して、他端5bが扉体1の一端部1aに連結されている。
The
第2の固定ベルト5は、扉体1の一端部1aを揺動可能に支持するようになる。第2の固定ベルト5は、扉体1が倒伏位置Dから左方向に転動した後に左回転R〔図3(b)参照〕し、水底面2に接する一端部1aを支点として、引き波方向bの起立位置U2に起き上がる程度の長さとする。なお、転動した後に回転する理由は後で説明する。
The
各第2の固定ベルト5と同じ位置に、第2の引き止めベルト(第2の保持部材)7が設けられている。この可撓性に第2の引き止めベルト7は、引き波方向bの水底面2に一端7aが連結され、引き波方向bと反対方向にループ状で延在して、他端7bが扉体1の他端部1bに連結されている。
A second retaining belt (second holding member) 7 is provided at the same position as each
第2の引き止めベルト7は、扉体1が倒伏位置Dから左方向に転動した後に左回転R〔図3(b)参照〕し、第2の固定ベルト5で引き波方向bの起立位置U2に起き上がった時、扉体1を引き波方向bの波力に抗して起立位置U2に保持する程度の長さとする。
The
各ベルト4〜7は、例えば、補強されたゴム製であることが好ましいが、可撓性の金属製であってもよい。
Each of the
第1、第2引き止めベルト6,7に代えて、扉体1を押し波方向aの波力に抗して起立位置U1に保持するとともに、扉体1を引き波方向bの波力に抗して起立位置U2に保持するように、扉体1に対してストッパ部材(第1、第2の保持部材)を設けることも可能である。
Instead of the first and
前記のように構成した起伏式防波装置の原理を詳細に説明する。扉体1は、図1のように、平常時には水底面2の倒伏位置D(水底面に対して例えば約0度。以下同様)に倒れているから、船舶の航行等に影響を与えない。この平常時の波の流れでは、扉体1は僅かに揺れ動く程度である。
The principle of the undulating wave breaker constructed as described above will be described in detail. As shown in FIG. 1, the
そして、図4(a)に示すように、津波、高潮、副振動等で押し波が発生すると、押し波方向aの波力が扉体1の一端部1aと水底面2との間の隙間(仰角)fに流入することで、扉体1の一端部1aには上向き、他端部1bには下向きの偶力Pが発生する。
As shown in FIG. 4A, when a tsunami, storm surge, sub-vibration, or the like generates a push wave, the wave force in the push wave direction a is a gap between the one
このとき、扉体1の下面1dが略円弧状であるから、扉体1は、支点Hと重心Gが徐々に他端部1bの方向に移動することで、下面1dが水底面2を転動しながら所定の起立角度(例えば約30度)まで自然に起き上がるようになる。そして、支点Hと重心Gが他端部1bに移動すると、この他端部1bは第1の固定ベルト4に連結されているから、扉体1は他端部1bを中心に回転するようになる。つまり、扉体1は、倒伏位置Dから所定角度まで転動した後に、起立位置(例えば約90度)U1まで回転するようになる。この扉体1の支点Hと重心Gの移動と転動の理由は後で説明する。
At this time, since the
一方、押し波が終わり、ついで引き波が発生すると、扉体1は水底面2の倒伏位置Dに倒れる。そして、引き波方向bの波力が扉体1の他端部1bと水底面2との間の隙間に流入することで、扉体1の他端部1bには上向き、一端部1aには下向きの偶力Pが発生する。
On the other hand, when the push wave ends and then a pulling wave is generated, the
このとき、扉体1の下面1dが略円弧状であるから、扉体1は、支点Hと重心Gが徐々に一端部1a方向に移動することで、下面1dが水底面2を転動しながら所定の起立角度(例えば約30度)まで自然に起き上がるようになる。そして、支点Hと重心Gが一端部1aに移動すると、この一端部1aは第2の固定ベルト5に連結されているから、扉体1は一端部1aを中心に回転するようになる。つまり、扉体1は、倒伏位置Dから所定角度まで転動した後に、起立位置(例えば約90度)U2まで回転するようになる。この扉体1の支点Hと重心Gの移動と転動の理由は後で説明する。
At this time, since the
したがって、図2に示したように、押し波が発生したとき、扉体1の他端部1bは第1の固定ベルト4に連結されているから、扉体1は右方向に転動した後に他端部1bを中心に右回転Qする。そして、扉体1の一端部1aは第1の引き止めベルト6に連結されているから、扉体1は押し波方向aの波力に抗して起立位置U1に保持されるようになる。この結果、押し波は、起立位置U1の扉体1で抑制されるようになる。
Therefore, as shown in FIG. 2, when a push wave is generated, the
また、図3に示したように、押し波が終わり、ついで引き波が発生したとき、扉体1の一端部1aは第2の固定ベルト5に連結されているから、扉体1は左方向に転動した後に一端部1aを中心に左回転Rする。そして、扉体1の他端部1bは第2の引き止めベルト7に連結されているから、扉体1は引き波方向bの波力に抗して起立位置U2に保持されるようになる。この結果、引き波は、起立位置U2の扉体1で抑制されるようになる。
Further, as shown in FIG. 3, when the pushing wave is finished and then the pulling wave is generated, the one
このように、起伏式防波装置を港湾の防波堤で仕切られた出入口(水路)に設置すれば、押し波で港湾内の潮位が急激に上がるのを抑制でき、引き波で港湾内の潮位が急激に下がるのを抑制できるようになる。 In this way, if the undulating wave breaker is installed at the entrance (waterway) partitioned by the port breakwater, the tide level in the port can be prevented from rising suddenly by the push wave, and the tide level in the port can be reduced by the pulling wave. It becomes possible to suppress a sudden drop.
また、河川の河口に設置すれば、押し波が河川を遡行して上流側の堤防等から溢水するのを抑制できる。なお、河川の河口に設置した場合、引き波の対策は特に必要ないので、この場合には、第2の引き止めベルト7を予め短くしておけば、扉体1を倒伏位置D付近に保持しておくことができる。
Moreover, if it is installed at the river mouth, it is possible to prevent the push waves from going back up the river and overflowing from the upstream bank. Note that when installed at the river mouth, there is no particular need for countermeasures against pulling waves. In this case, if the
ここで、扉体1の支点Hと重心Gの移動と転動と回転の理由を詳細に説明する。説明を分かりやすくするために、図5(a)に示すような扉体1の模型を作成した。扉体1は、側面視で、一端部1aと他端部1bの長さLは2000mm、上面1cと下面1dの最大厚さMは535.9mm、上面1cと下面1dの半径Nは2000mmに設定した。この半径Nによる円弧は、長さLの中間位置を中心とする正円弧である。すなわち、半径Nの中心Oから一端部1aと他端部1bとの間の側辺と、一端部1aと他端部1bとの間の底辺との距離が等しい正三角形を描くようになる。
Here, the reason for the movement, rolling, and rotation of the fulcrum H and the center of gravity G of the
ここで、扉体1の倒伏位置Dでは、支点Hと重心Gは、長さLの中間位置(最大厚さMの位置)にある。また、一端部1aと他端部1bとの間の水平線Sは、水底面2に対して例えば約0度である。
Here, in the lying position D of the
そして、押し波方向aの波力(引き波方向bの波力でも同様。)が扉体1の一端部1aと水底面2との間の隙間(仰角)fに流入することで、扉体1の一端部1aには上向き、他端部1bには下向きの偶力Pが発生する。
Then, the wave body in the pushing wave direction a (the same applies to the wave force in the pulling wave direction b) flows into the gap (elevation angle) f between the one
このとき、図6(b)のように、扉体1は、倒伏位置Dにあると、支点Hと重心Gは0°の位置にあるが、偶力Pで例えば5°傾くと、支点Hと重心Gは5°の位置に移動する。同様に、10°、15°、20°、25°、30°傾くと、支点Hと重心Gは、それぞれ10°、15°、20°、25°、30°の位置に移動する。
At this time, as shown in FIG. 6 (b), when the
この結果、扉体1は、支点Hと重心Gが徐々に他端部1bの方向に移動することで、下面1dが水底面2を転動しながら所定の起立角度(例えば約30度)まで自然に起き上がるのである。
As a result, the
そして、支点Hと重心Gが他端部1bに移動すると、この他端部1bは第1の固定ベルト4に連結されているから、扉体1は他端部1bを中心(支点Hとして)に回転するのである。
When the fulcrum H and the center of gravity G move to the
図6(a)は、本発明に係るヒンジレス式扉体1と対比するための背景技術のヒンジ式扉体1´であり、扉体1´は、側面視で、一端部1aと他端部1bの長さLは2000mmである。一端部1aは自由端、他端部1bはヒンジ金具で固定された支点Hとなっている。
FIG. 6A shows a hinged
扉体1´は、倒伏位置Dにあると、重心Gは0°の位置にあるが、例えば5°傾くと、重心Gは5°の位置に移動する。同様に、10°、15°、20°、25°、30°傾くと、重心Gは、それぞれ10°、15°、20°、25°、30°の位置に移動する。なお、支点Hは移動しない。
When the
背景技術のヒンジ式扉体1´と本発明に係るヒンジレス式扉体1の自重による抵抗モーメントの比較を図5(b)に示す。
FIG. 5B shows a comparison of resistance moments due to the dead weight of the hinged
背景技術のヒンジ式扉体1´の場合には、倒伏位置からの起立開始時には、扉体の自重による抵抗モーメントが最大で、起立に伴って抵抗モーメントが徐々に減少する。したがって、倒伏位置からの起立開始に際しては、空気力等を利用して、扉体をある程度の角度まで起き上がらせる機構を必要とする。
In the case of the hinge-
これに対して、本発明のヒンジレス式扉体1では、押し波、引き波のいずれに対しても、倒伏位置Dからの起立開始時には、上述した偶力によって、所定の起立角度(例えば約30度)までは自然に起き上がり、その後は、波力で起立位置Uに自然に起き上がるようになる。したがって、倒伏位置Dからの起立開始時には、扉体1の自重による抵抗モーメントがゼロ(0)で、起立に伴って抵抗モーメントが徐々に増加することから、背景技術のヒンジ式扉体1´と比べて、空気力等の起き上がらせる機構が不要であり、波力だけでも容易に起立するようになる。また、波力が無くなった時には、ゆっくりと倒伏するようになる。
On the other hand, in the hingeless
前記のように構成すれば、扉体1は、第1の固定ベルト4で扉体1の他端部1bを揺動可能に支持し、第2の固定ベルト5で扉体1の一端部1aを揺動可能に支持しているから、背景技術のような複数個のヒンジ金具やヒンジ軸が不要になるので(ヒンジレス式)、支持構造が簡単で、部品点数も少なくなる(ヒンジレスゲート)。
If comprised as mentioned above, the
また、第1の固定ベルト4は、押し波方向aの水底面2に一端4aを連結し、他端4bを扉体1の他端部1b付近に連結している。第2の固定ベルト5は、引き波方向bの水底面2に一端5aを連結し、他端5bを扉体1の一端部1a付近に連結している。したがって、扉体1は、第1の固定ベルト4と第2の固定ベルト5とで、倒伏位置Dにおいて、押し波方向aまたは引き波方向bの何れの方向にもずれ動かないように位置規制される。
The
また、各引き止めベルト6,7は、各固定ベルト4,5と同じベルト素材を共用できるので、製造や管理が容易になる。
Further, since each of the retaining
さらに、扉体1の上下面1c,1dの双方を略対称な外向き略円弧状(略木の葉形)に形成しているから、上下面1c,1dが同形状であるから、製造作業が容易になる。また、設置時に一端部1aと他端部1bの向きの制約がなくなるから、設置作業が容易になる。さらに、側面視で両凸状となるから、剛性が向上する。
Further, since both the upper and
また、扉体1は1室の中空状であるから、製造時や搬送時は軽量であって、取扱いが容易であるとともに、設置現場で、液体(その現場の海水や川水等)を中空部3に充填すると、その場で水底面2に設置できるから、設置作業が容易になる。
Moreover, since the
図1〜図4(a)では、扉体1の上下面1c,1dの双方を略円弧状に形成しているが、図4(b)のように、扉体1の上面1cは平面(フラット)とし、下面1dのみを略円弧状に形成することもできる。また、図4(c)(d)のように、各端部1a,1bから水底面2に接触する下面1dとの間が、略円弧状ではなく、側面視で略傾斜状に形成することもできる。
1 to 4A, both the upper and
図7〜図9は、図1〜図3にそれぞれ対応するものであり、図1〜図3の原理を具体化した構成であって、図1〜図3と相違する点だけを説明する。 FIGS. 7 to 9 correspond to FIGS. 1 to 3, respectively, and are configurations that embody the principles of FIGS. 1 to 3, and only differences from FIGS. 1 to 3 will be described.
第1の固定ベルト4は、押し波方向aの水底面2に一端4aが金具10aの軸で連結され、扉体1の下面1dに沿って延在して、扉体1の他端部1bを通過して、他端4bが他端部1b付近の上面の金具10bの軸に連結されている。
The
第1の引き止めベルト6は、押し波方向aの水底面2に一端6aが金具11aの軸で連結され、押し波方向aと反対方向にループ状で延在して、他端6bが扉体1の一端部1a付近の上面の金具11bの軸に連結されている。金具11aには、第1の引き止めベルト6をガイドするローラ11cが設けられている。
The
第2の固定ベルト5は、引き波方向bの水底面2に一端5aが金具12aの軸で連結され、扉体1の下面1dに沿って延在して、扉体1の一端部1aを通過して、他端5bが一端部付近の上面の金具12bの軸に連結されている。
The second
第2の引き止めベルト7は、引き波方向bの水底面2に一端7aが金具13aの軸で連結され、引き波方向bと反対方向にループ状で延在して、他端7bが扉体1の他端部1b付近の上面の金具13bの軸に連結されている。金具13aには、第2の引き止めベルト7をガイドするローラ13cが設けられている。
The
図7〜図9の構成であっても、図1〜図3の構成と同様に、図7の平常時には、扉体1は水底面2の倒伏位置Dに倒れている。
Even in the configurations of FIGS. 7 to 9, similarly to the configurations of FIGS. 1 to 3, the
そして、図8のように、押し波が発生したとき、扉体1は右方向に転動した後に右回転Qし、第1の引き止めベルト6によって、押し波方向aの波力に抗して起立位置U1に保持されるようになる。また、図9のように、押し波が終わり、ついで引き波が発生したとき、扉体1は左方向に転動した後に左回転Rし、第2の引き止めベルト7によって、引き波方向bの波力に抗して起立位置U2に保持されるようになる。
Then, as shown in FIG. 8, when a push wave is generated, the
前記実施形態では、1枚の扉体1について説明したが、前述のように、港湾の防波堤で仕切られた出入口等の幅が広い場合には、図7(a)およびそのI−I線方向から見た正面図である図10(a)に示したように、扉体1は、その幅をカバーできるように、横並び状で複数個が配列されることになる。
In the said embodiment, although the one
この場合、隣り合う扉体1の間に、扉体1の横方向移動を規制するガイド板14を設けることが好ましい。このガイド板14によって、横並び状の扉体1の横方向移動を確実に規制することができる。
In this case, it is preferable to provide a
扉体1は、水中において倒伏位置Dと起立位置U1,U2とに揺動するから、水上において、それを目視で確認することは困難なことがある。
Since the
そこで、図10(b)に示すように、倒伏位置Dにおける扉体1の一端部1aと他端部1bとに、平常時に水面に浮上するブイ15a,15bをそれぞれ取付ける。
Therefore, as shown in FIG. 10B, buoys 15a and 15b that float on the water surface are attached to one
そして、水面に2個のブイ15a,15bが見えると、扉体1は倒伏位置Dであることが簡易に確認できる。
When the two
扉体1は、押し波時に起立位置U1に起き上がると、他端部1b側のブイ15bは下方に引っ張られて水中に沈む。また、引き波時に起立位置U2に起き上がると、一端部1a側のブイ15aは下方に引っ張られて水中に沈む。したがって、水面に1個のブイ15aまたは15bのいずれかが見えると、扉体1は起立位置U1またはU2であることが簡易に確認できる。なお、2個のブイ15a,15bの色を変えておけば、押し波時の起立位置U1か引き波時の起立位置U2かを確認できる。
When the
このようなブイ15a,15b以外に、例えば扉体1の上面1cに傾斜計16を取付け、この信号でランプを点灯等することにより、倒伏位置Dか起立位置U1,U2かを確認できる。
In addition to the
前記実施形態では、扉体1の中空部3に液体を充填することで、扉体1を水底面2に設置しており、この液体の充填量は適宜に調整することができる。
In the said embodiment, the
すなわち、図11(a)に示すように、扉体1の上面1cの一端部1aと他端部1bの略中間に、中空部3に対して、水(液体…ハッチンング部分参照)wを給排可能な水専用バルブ18aと、空気(気体…白抜き部分参照)eを給排可能な空気専用バルブ18bとを設ける。なお、上面1cの一端部1aと他端部1bの付近に、中空部3に対して、水wまたは空気eを選択的に給排可能な水・空気兼用バルブ18c,18dをそれぞれ設ける。各バルブ18a〜18dには、外部から水wまたは空気eを給排可能なパイプ(不図示)がそれぞれ接続されている。
That is, as shown in FIG. 11 (a), water (liquid ... see the hatching portion) w is supplied to the
そして、押し波が到来する前に、図11(a)のように、水専用バルブ18aから水wを排出すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを供給することにより、水wの充填水位が下がって、扉体1に浮力が付与されるようになる。
Then, before the push wave arrives, the water w is discharged from the water dedicated
これにより、図11(b)から(c)のように、扉体1の起立速度が速くなるとともに、小さな押し波の波力でも起立させることが可能になる。
Accordingly, as shown in FIGS. 11B to 11C, the rising speed of the
同様に、引き波が到来する前に、図12(a)のように、水専用バルブ18aから水wを排出すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを供給することにより、水wの充填水位が下がって、扉体1に浮力が付与されるようになる。
Similarly, before the pulling wave arrives, as shown in FIG. 12A, the water w is discharged from the water dedicated
これにより、図12(b)から(c)のように、扉体1の起立速度が速くなるとともに、小さな引き波の波力でも起立させることが可能になる。
As a result, as shown in FIGS. 12B to 12C, the rising speed of the
図13〜図16は、図11、図12の変形例である。すなわち、図13(a)に示すように、扉体1の上面1cの一端部1aと他端部1bの略中間で中空部3を仕切り壁20で2室3A,3Bに仕切る。
13 to 16 are modified examples of FIGS. 11 and 12. That is, as shown in FIG. 13 (a), the
各室3A,3Bに対して、水wを給排可能な水専用バルブ18aと、空気eを給排可能な空気専用バルブ18bとを設ける。また、一端部1aと他端部1bの付近に、各室3A,3Bに対して、水wまたは空気eを選択的に給排可能な水・空気兼用バルブ18c,18dをそれぞれ設ける。
For each of the
そして、押し波が到来する前に、図13(a)のように、押し波側の室3Aの水専用バルブ18aから水wを排出すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを供給する。また、引き波側の室3Bの水専用バルブ18aから水wを供給すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを排出する。これにより、押し波側の室3Aの水wの充填水位が下がって、扉体1の押し波側の室(上室)3Aに浮力が付与されるようになる。
Before the push wave arrives, as shown in FIG. 13A, water e is discharged from the water dedicated
これにより、図13(b)から(c)のように、扉体1を押し波方向aの起立位置U1に強制的に起立させることができる。
Accordingly, as shown in FIGS. 13B to 13C, the
この扉体1の起立位置U1において、図14(a)のように、押し波側の室3Aの水専用バルブ18aから水wを供給すると同時に、水・空気兼用バルブ18cから空気eを排出する。また、引き波側の室3Bの水・空気兼用バルブ18dから水wを排出すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを供給する。これにより、水を供給した押し波側の室(上室)3Aに重力が付与されるようになるから、図14(b)のように、扉体1を倒伏位置Dに強制的に倒伏させることができる。
At the standing position U1 of the
同様に、押し波が到来する前に、図15(a)のように、引き波側の室3Bの水専用バルブ18aから水wを排出すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを供給する。また、押し波側の室3Aの水専用バルブ18aから水wを供給すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを排出する。これにより、引き波側の室3Bの水wの充填水位が下がって、扉体1の引き波側の室(上室)3Bに浮力が付与されるようになる。
Similarly, before the push wave arrives, as shown in FIG. 15A, water w is discharged from the water dedicated
これにより、図15(b)から(c)のように、扉体1を引き波方向aの起立位置U2に強制的に起立させることができる。
Thereby, as shown in FIGS. 15B to 15C, the
この扉体1の起立位置U2において、図16(a)のように、引き波側の室3Bの水専用バルブ18aから水wを供給すると同時に、水・空気兼用バルブ18dから空気eを排出する。また、押し波側の室3Aの水・空気兼用バルブ18cから水wを排出すると同時に、空気専用バルブ18bから空気eを供給する。これにより、水を供給した引き波側の室(上室)3Bに重力が付与されるようになるから、図16(b)のように、扉体1を倒伏位置Dに強制的に倒伏させることができる。
At the standing position U2 of the
前記実施形態の起伏式防波装置は、港湾の防波堤で仕切られた出入口(水路)や河川の河口等の水底面2に設置することを前提としたが、これらに限られるものではない。例えば、港湾や河川の防波堤等の上面(押し波や引き波で水がくれば、水底面となる。)に設置することも可能である。また、水門、樋門、防潮堤の防潮扉等に代えて設置することも可能である。
The undulating wave breaker according to the above embodiment is premised on installation on the
1 扉体
1a 一端部
1b 他端部
1c 上面
1d 下面
2 水底面
3 中空部
3A,3B 室
4 第1の固定ベルト
5 第2の固定ベルト
6 第1の引き止めベルト(第1の保持部材)
7 第2の引き止めベルト(第2の保持部材)
18a〜18d バルブ
20 仕切り壁
a 押し波方向
b 引き波方向
D 倒伏位置
U1,U2 起立位置
DESCRIPTION OF
7 Second retaining belt (second holding member)
18a-
Claims (7)
前記倒伏位置において、押し波方向の波力を受ける一端部と引き波方向の波力を受ける他端部とがそれぞれ水底面よりも上方に設定され、この各端部から水底面に接触する下面との間が、側面視で略円弧状若しくは略傾斜状に形成されている扉体と、
押し波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の他端部付近に連結されて、扉体の他端部を揺動可能に支持する第1の固定ベルトと、
引き波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の一端部付近に連結されて、扉体の一端部を揺動可能に支持する第2の固定ベルトと、
前記扉体を押し波方向の波力に抗して起立位置に保持する第1の保持部材と、
前記扉体を引き波方向の波力に抗して起立位置に保持する第2の保持部材を備えていることを特徴とする起伏式防波装置。 An undulating wavebreaker capable of swinging between a lying position that falls in a state substantially parallel to the water bottom surface and a standing position that rises in a state substantially perpendicular to the water bottom surface,
In the above-described lying position, one end that receives the wave force in the pushing wave direction and the other end that receives the wave force in the pulling wave direction are set above the water bottom surface, and the bottom surface that contacts the water bottom surface from each end portion. Between and a door body formed in a substantially arc shape or a substantially inclined shape in a side view,
A first fixing belt having one end connected to the water bottom surface in the direction of the push wave and the other end connected to the vicinity of the other end of the door body so as to swingably support the other end of the door body;
A second fixed belt that has one end connected to the bottom surface of the pulling wave direction and the other end connected to the vicinity of one end of the door body so as to swingably support the one end of the door body;
A first holding member that holds the door body in an upright position against wave force in a pushing wave direction;
A undulating wavebreaker comprising a second holding member that holds the door body in an upright position against wave force in a pulling wave direction.
前記第2の保持部材は、引き波方向の水底面に一端が連結され、他端が前記扉体の一端部付近に連結されて、扉体を引き波方向の波力に抗して起立位置に保持する第2の引き止めベルトであることを特徴とする請求項1に記載の起伏式防波装置。 The first holding member has one end connected to the water bottom surface in the push wave direction and the other end connected to the vicinity of one end portion of the door body, so that the door body stands up against the wave force in the push wave direction. A first retaining belt held in the
One end of the second holding member is connected to the bottom surface of the pulling direction, and the other end is connected to the vicinity of one end of the door body, so that the door body stands up against the wave force in the pulling direction. The undulating wave breaker according to claim 1, wherein the undulating wave breaker is a second retaining belt that is held on the belt.
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