JP5360664B2

JP5360664B2 - フラップゲート

Info

Publication number: JP5360664B2
Application number: JP2011019741A
Authority: JP
Inventors: 敏貴津田; 昭弘中島; 徹宮本; 和宏児玉; 陽一渡辺
Original assignee: 株式会社大和エンジニヤリング
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-02-01
Also published as: JP2012158925A

Description

本発明は、ヒューム管等の管渠（管路）から河川、海岸等への出水口に設けられ、出水の逆流を防止するフラップゲートに関し、特に水面に波浪が発生する海岸、港湾等の臨海地への設置に適したフラップゲートに関するものである。

一般的に、フラップゲートは、出水口を開閉する扉体の上部をヒンジで支持した構造であり、出水口の外側の水位が低いときは、内側からの水流により扉体が押し開かれ、外側の水位が高くなると、水圧により扉体が出水口に押付けられて出水の逆流を防止するようになっている。このように、管渠から河川、海岸等に出水する際、出水口の内外水位差によって自動開閉することにより、増水、満潮、波浪、津波等による水位の上昇に対して出水の逆流を防止することができる。

従来、海岸、港湾等の臨海地に設置されるフラップゲートとして、例えば特許文献１に記載されたもののように、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の縦桁と横桁とで形成した矩形の枠体にプレートを溶接した桁構造の扉体を用いるものが一般的に多く用いられている。このような桁構造の扉体は、静的荷重に対しては強度が高く、また、軽量化が可能である。

特開２００４−２８５６７２号公報

しかしながら、上記従来の桁構造の扉体を備えたフラップゲートでは、次のような問題がある。
海岸、港湾等の臨海地では、海面に絶えず波浪が発生し、扉体は、波浪の水圧により、繰返し荷重を受けるため、桁構造の溶接部にクラックが生じたり、出水口を閉止するための水密ゴムを取付けるボルトが緩んだりすることがあった。また、横桁は、波浪による水圧を受けて揚力（押上げ力）が発生しやすいので、波浪により扉体が揺動して出水口を開閉し、逆流が生じる虞がある。特に、台風による強風、地震による津波等、大きな波浪が生じる場合、あるいは、波力が大きい離岸距離の長い場所にフラップゲートを設置する場合、波浪による損傷、逆流の発生が問題となる。

臨海地に設置されるフラップゲートは、常時、海水にさらされる環境にあるため、腐食が生じやすく、特に、水密ゴムを固定するためのリテーナやボルト等の金属部材の接合部に生じる電食が問題となっている。また、臨海地では、潮間の施工が要求される場合もあり、短時間で設置工事を完了できることが望ましい。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、波浪によって生じる水圧の影響を受け難く、耐食性に優れ、また、設置が容易で、海岸、港湾等の臨海地への設置に適したフラップゲートを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、壁面に開口する出水口に装着されるフラップゲートであって、
前記出水口に連通するスリーブを有し前記壁面に取付けられる戸当りと、該戸当りの前記スリーブの上方に設けられたヒンジによって支持され、前記スリーブの先端部に当接して前記出水口を開閉する扉体とを備え、
前記スリーブの先端部は、前記戸当りが前記壁面に取付けられた状態で、鉛直面に対して上方に傾斜し、前記扉体は、外側表面が平坦で、外形が前記スリーブの外形と略同じ大きさであり、波浪によって生じる力を受け難くなっており、
前記扉体には、前記スリーブの先端部に当接する環状の水密部材が取付けられ、該水密部材は、前記扉体に形成されたあり溝に嵌合し、該あり溝に嵌合する嵌合部の端部に溝が形成され、該溝内に、前記嵌合部を前記あり溝の側面部に押圧するバックアップ部材が嵌め込まれていることを特徴とする。

本発明に係るフラップゲートによれば、扉体は、外側表面が平坦で、外形が戸当りのスリーブの外形と略同じ大きさとなっているので、波浪の水圧による影響を受け難く、臨海地への設置に適したものとなっている。

本発明の一実施形態に係るフラップゲートを示す斜視図である。図１に示すフラップゲートの正面図である。図１に示すフラップゲートの側面図である。図１のフラップゲートの水密ゴムの取付部を示す図２におけるＡ−Ａ線による縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図３を参照して、本実施形態に係るフラップゲート１は、管渠２の河川、海岸に臨む擁壁３に開口する出水口４に装着するものあって、擁壁３に取付けられる戸当り５と、戸当り５にヒンジ６によって支持されて出水口４を開閉する扉体７と備えている。管渠２は、ヒューム管等により構成され、鉛直面とした擁壁３の壁面３Ａに、その端部を出水口４として開口している。

戸当り５には、出水口４に合せた開口部を有し、擁壁３の壁面３Ａに取付けられる平板状のベースプレート８と、ベースプレート８の開口部に一体的に取付けられて出水口４に連通する円筒状のスリーブ９とが一体的に形成されている。ベースプレート８の形状は、本実施形態では八角形（図２参照）としているが、任意である。ベースプレート８は、オールアンカー、アンカーボルト等の公知のアンカー部材１０によって擁壁３の壁面３Ａに取付けられる。スリーブ９の先端部は、ベースプレート８に対して所定の角度θ（図３参照）だけ上方に傾斜されている。ベースプレート８には、スリーブ９の上方に一対のヒンジアーム部１１が立設されている。

扉体７は、戸当り５のスリーブ９の外径と略同じ大きさ、ないし、僅かに大径の円板状の部材であり、その外側表面が平坦面となっている。扉体７の上部には、戸当り５の一対のヒンジアーム部１１に対向する一対のヒンジアーム１２が設けられている。扉体７のヒンジアーム１２と戸当り５のヒンジアーム部１１とがリンク部材１３を介して回動可能にピン結合されている。これにより、ヒンジアーム部１１、ヒンジアーム１２及びリンク部材１３によってヒンジ６が構成され、扉体７がヒンジ６によって戸当り５に揺動可能に支持され、戸当り５のスリーブ９の先端部に当接、離間することにより、出水口４を開閉する。このとき、扉体７は、スリーブ９の先端部が鉛直面に対して角度θだけ上方に傾斜しているので、自重によりスリーブ９の先端部に押付けられることになる。スリーブ９の先端部の傾斜角度θは、扉体７の重量、出水の流量、波浪の強さ等の条件に応じて適宜設定することができるが、フラップゲート１を臨海地に設置する場合、５°前後の角度とするとよい。また、リンク部材１３を設けてヒンジ６をダブルヒンジ構造としているので、扉体７のスリーブ９への密着性を高めることができる。なお、扉体７の内側表面は、本実施形態では、平坦面となっているが、スリーブ９との当接部を除き、補強用のリブ等を設けた凹凸形状としてもよい。

扉体７の戸当り５のスリーブ９との当接部には、環状の水密ゴム１４（水密部材）が取付けられており、水密ゴム１４がスリーブ９に密着することにより、扉体７が出水口４を閉じる際の水密性を高めている。図４に示すように、水密ゴム１６は、断面形状が半円形の当接部１５及び台形の嵌合部１６とからなる合成ゴム等の弾性体であり、扉体７の内側表面に形成された環状のあり溝１７に嵌合部１６を嵌合して取付けられている。水密ゴム１４の嵌合部１６の端面には、断面形状がＵ字形の環状溝１８が形成され、環状溝１８内には、水密ゴム１４よりも剛性の高い円形断面のバックアップリング１９（バックアップ部材）が嵌合されている。そして、水密ゴム１４は、組付時には、弾性変形により嵌合部１６をあり溝１７に押込むことができ、一旦組み付けられた後は、バックアップリング１９によって嵌合部１６があり溝１７の側部に押圧されて抜け難くなり、必要な結合強度が得られるようになっている。

水密ゴム１４は、扉体７への取付けによる当接部１５の望ましくない変形を防止するため、あり溝１７の直径に合せて環状に成型したものを用いるとよい。この場合、異なる寸法の扉体７を製造する際には、最大径のあり溝１７に合せて水密ゴム１４を環状に成型しておき、適宜、切断して小径化した後、切断部を接着、溶着等により結合することにより、より小径のあり溝１７に適合させることができる。これにより、取付時の当接部１５の変形を防止しつつ、製造コストを低減することができる。

戸当り５、扉体７、アンカー部材１０、リンク部材１３は、鉄、ステンレス鋼、アルミ合金、その他の必要な強度及び耐食性を有する材質とし、適宜塗装を施し、また、電食に対する耐性の考慮しつつ適宜、異なる材質のものを組み合わせて用いることもできるが、強度及び耐食性の観点から、これらは、ステンレス鋼とすることが望ましい。なお、扉体７については、その自重により、戸当り５のスリーブ９の先端部に押付けられるので、ステンレス鋼等の比較的質量の大きい材質を採用することにより、閉位置での保持力を高めることができる。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
フラップゲート１は、次のようにして擁壁３の壁面３Ａに装着される。
スリーブ９を管渠２の出水口４に合わせて位置決めし、戸当り５をアンカー部材１０によって擁壁３の壁面３Ａに固定する。これにより、フラップゲート１は、戸当り金物を擁壁に埋設するためのコンクリートの打設、仮締め切り等の付帯工事を必要とすることなく設置することができ、既設の出水口に対しても容易に設置することが可能である。

そして、出水口４の外側の水位が低いときは、内側からの水流により扉体７が押し開かれ、外側の水位が高くなると、水圧により扉体７が戸当り５のスリーブ９の先端部に押付けられて出水口４を閉じて水流の逆流を防止する。このように、取水口４の内外水位差によって自動的に扉体７を開閉することにより、管渠２から河川、海岸等に出水する際、増水、満潮、波浪、津波等による水位の上昇に対して出水の逆流を防止することができる。

扉体７は、外側表面が凹凸のない平坦面で、戸当り５のスリーブ９の外径と略同じ大きさ、ないし、大径となっているので、フラップゲート１を海岸、港湾等の臨海地に設置した場合において、扉体７が波浪による水圧を受けても揚力（押上げ力）が発生しにくいので、波浪による扉体７の揺動を抑制して逆流の発生を防止することができる。また、波浪の水圧により扉体７に繰返し作用する荷重を軽減することができ、各部の損傷を防止して耐久性を高めることができる。更に、扉体７を平坦な形状とすることにより、溶接等による接合箇所が少なくなり、製造精度を高める共に製造コストを低減することができる。

水密ゴム１４は、嵌合部１６とあり溝１７との嵌合によって扉体７に固定されるので、扉体７に容易に取付けることができると共に、緩み、脱落が生じ難くなっている。また、ボルト、リテーナ等の取付部材が不要であるため、金属どうしの接合部に生じる電食が生じ難く、扉体７の耐食性を高めることができる。

なお、上記実施形態では、戸当り５が取付けられる擁壁３の壁面３Ａは鉛直面であるが、壁面３Ａが傾斜面であっても、戸当り５のスリーブ９の先端部のベースプレート８に対する角度θを調整して、戸当り５が壁面３Ａに取付けられた状態で、スリーブ９の先端部の鉛直面に対する角度が５°前後となるようにすることにより、フラップゲート１を装着することができる。

また、上記実施形態では、円形断面の管渠２に対応して、扉体７及びスリーブ９が円形のものについて説明しているが、本発明は、これに限らず、これらの形状が矩形その他の形状でもあっても同様に適用することができる。

以上のように、フラップゲート１は、装着時の施工が容易であり、また、波浪の影響による逆流、損傷及び海水による腐食に対して高い耐性を有するので、海岸、港湾等の臨海地への設置に特に適しており、台風、津波等の大きな波浪が生じる状況においても優れた耐久性を期待することができる。

１…フラップゲート、２…管渠、３…壁面、４…出水口、５戸当り、６…ヒンジ、７…扉体、９…スリーブ

Claims

壁面に開口する出水口に装着されるフラップゲートであって、
前記出水口に連通するスリーブを有し前記壁面に取付けられる戸当りと、該戸当りの前記スリーブの上方に設けられたヒンジによって支持され、前記スリーブの先端部に当接して前記出水口を開閉する扉体とを備え、
前記スリーブの先端部は、前記戸当りが前記壁面に取付けられた状態で、鉛直面に対して上方に傾斜し、前記扉体は、外側表面が平坦で、外形が前記スリーブの外形と略同じ大きさであり、波浪によって生じる力を受け難くなっており、
前記扉体には、前記スリーブの先端部に当接する環状の水密部材が取付けられ、該水密部材は、前記扉体に形成されたあり溝に嵌合し、該あり溝に嵌合する嵌合部の端部に溝が形成され、該溝内に、前記嵌合部を前記あり溝の側面部に押圧するバックアップ部材が嵌め込まれていることを特徴とするフラップゲート。