JP5697695B2

JP5697695B2 - 引上げ式フラップインゲート

Info

Publication number: JP5697695B2
Application number: JP2013005048A
Authority: JP
Inventors: 表　実; 実表
Original assignee: MYU-LOON.CO.LTD
Current assignee: MYU-LOON.CO.LTD
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: JP2014136885A

Description

本発明は、主に海岸や河川、水路に設置される逆流防止の引上げ式ゲートに関する。

従来より、津波や洪水等からの被害を防止するために、河川や水路では樋門や水門を設け、河口部には防潮水門を設けたり、海岸には防潮堤が築かれて樋門が設けられている。
平常時は樋門や水門は開放されていて、津波や逆流などの緊急時に閉じられることとなる。

樋門や水門には、ローラゲートやスライドゲートのような引上げ式ゲートやフラップゲートが用いられることが多い。水門の規模が大きい場合は引上げ式ゲートが多く、小規模の場合はフラップゲートを設置することがある。

フラップゲートには特許文献１のように、海水などの水位がフラップゲートの設置箇所よりも高い場合に、波の動きなどに伴うフラップゲートの揺動を防止し、海水の水路内への侵入やフラップゲートの損傷を防止する開閉装置が開示されている。

また、特許文献２のオートゲートのように、水路を常時閉塞ないし僅かに開放する扉体により一応閉塞するが、流水路側からの少量の流水の流出を可能にするほか、当該流水路側の流量が増大した場合には前記扉体を大きく開放して無理なく流出させ、しかも、本川側水位の異常上昇に基づく水圧の異常上昇により、前記扉体を本川側から前記枠体（樋管ボックス）の流出口側に押圧して前記流出口を閉塞し、本川側水位の異常上昇流水の支川側への逆流を阻止する装置が開示されている。

また、図５、図６の従来の引き上げ式ゲート１１０は、扉体１２０の構造としてスキンプレート１２１と呼ばれる板材に、補強部材として溝形鋼１２２〜１２６が縦横に所定の間隔で溶接されたものが多い。さらに、図５（ｂ）や図６のようにスキンプレート１２１の一部に開口部１２７を設け、そこにフラップ弁１４０を取り付けることによって排水機能を有したものもある。

実用新案登録第３０１１１６５号特開２０００−１２００４９号公報

しかしながら、従来のローラゲート等の引上げ式ゲートは、ゲートの面積が非常に大きく津波や逆流時の水圧等によりゲートの扉体等が損傷し開閉に支障が生じることがある。
津波を防いだとしてもゲートを開放しなければ河川の排水ができなくなるため、河川の決壊等の二次災害を引き起こす可能性もある。

さらに、河川管理施設の操作に関して、東日本大震災を踏まえ、操作員の安全を確保できない場合は開閉操作を行わないという選択肢もある。一方、水門・樋門では、大震災・大災害時において通信系統や交通網の寸断、電話網の輻輳などにより、遠隔操作及び現地操作における不測の事態を考慮すると、安全確実なゲートの開閉機能の確保が重要となる。

また、特許文献１や特許文献２のようなフラップゲートは排水樋門のような小規模な水門には適しているが、河川の河口部のような大規模な水門にはその構造上適用することはコストや強度等において困難である。

さらに、特許文献２のオートゲートは、ゴミなどの夾雑物を挟み込むことをある程度防ぐことができるが、夾雑物の量や大きさによっては挟み込みを完全に防止することができない可能性があり、その点で課題があった。

また、図５や図６のようなスキンプレートに補強部材を溶接した構造の引き上げ式ゲートにフラップ弁を設けて排水機能を有するゲートとする場合、補強部材に囲われた区画の中にフラップ弁を設けることになるので開口部の寸法に制約があり、十分な排水量を備えることが困難な場合があった。

本発明の課題は、引上げ式ゲートにおいて、扉体が水路を閉鎖した状態で損傷等を受けて開閉に支障が生じても十分な水量の排水機能を確保しうる引上げ式ゲートを提供することにある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の引上げ式フラップインゲートの発明は、水路の出口が扉体の上下運動によって開閉される引上げ式ゲートにおいて、前記扉体は開口枠形状で前記開口枠形状は中空構造の箱桁を用いて形成され、前記扉体の前記開口枠形状を形成する箱桁のうち上部水平方向に形成された箱桁に軸受が設けられ、前記軸受に板状の１枚のフラップ弁が水平方向に取り付けられた回転軸を介して回動可能に設けられ、前記フラップ弁が前記扉体の開口部分を開閉可能とすることを特徴としている。

本発明の引上げ式フラップインゲートによれば、扉体は開口枠形状で前記開口枠形状は中空構造の箱桁を用いて形成されて、開口部分は１枚のフラップ弁が上下方向に回動することで開閉される構成となっており、ゲートが災害時等に引き上げることができなくなった場合であってもフラップ弁によって水路の排水を自動で行うことができるので水路開放不全による水路の決壊等の二次災害を防ぐことができる。

また、本発明の引上げ式フラップインゲートの扉体は開口枠形状で前記開口枠形状は中空構造の箱桁を用いて形成されているので、扉体の強度を確保したうえで開口部分を大きくすることができ、排水量を大きくできることになるので、比較的大規模な河川や水路の出口部に設置することが可能となる。

本発明に係る引上げ式フラップインゲートの実施形態の正面図を示す。本発明に係る引上げ式フラップインゲートの実施形態の側面断面図を示す。本発明に係る引上げ式フラップインゲートの実施形態の平面断面図を示す。（ａ）は平面断面図の全体図、（ｂ）は主ローラ部分拡大図、（ｃ）は従来の主ローラ部分拡大図を示す。引上げ式フラップインゲートの通常開放時の状態図であり、（ａ）は本発明に係る引上げ式フラップインゲート、（ｂ）は従来の引上げ式ゲートを示す図である。従来の引上げ式ゲートの実施例を示す図であり、（ａ）はフラップ弁無しの場合、（ｂ）はフラップ弁ありの場合である。従来の引上げ式フラップインゲートの正面図を示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例について、さらに詳しく説明する。図１は本発明に係る引上げ式フラップインゲートの実施形態の正面図、図２は側面断面図、図３は平面断面図を示す。
引上げ式フラップインゲート１０は、河川の河口部や水路の出口部分等に設けられて逆流の防止や津波による逆流を防止するための引上げ式のゲートである。
引上げ式フラップインゲート１０は、開口枠形状の扉体２０と、扉体２０の開口部２４を開閉するための揺動するフラップ弁３０で構成されており、引上げ式フラップインゲート１０は吊金具２８に連結されたロッド２９を図示しない開閉機によって上下に移動させて水路の排水路Ａから河川Bへの出口部分に設けられた樋門を開閉する構成となっている。

扉体２０の開口部２４を開閉するためのフラップ弁３０は通常排水路Aからの排水がフラップ弁３０の壁面に当たることによる水圧で揺動して開放されている。そして、河川Bからの水流（逆流）の圧力が排水の圧力より大きくなるとフラップ弁３０が揺動して開口部２４を閉鎖する仕組みとなっている。河川Bからの逆流の圧力が大きくなる場合としては、潮の干満の上げ潮による逆流や、地震の津波による逆流が考えられる。

扉体２０は、水路を開閉する開閉部材である。扉体２０は、中心部分に開口部２４を有した開口枠形状である。枠の断面形状は図２や図３（ａ）で示すように橋梁等でも利用される中空の箱桁構造となっている。箱桁は上部水平に配置された上部枠箱桁２１と、上部枠箱桁２１の両端に縦方向に溶接された側部枠箱桁２２ａ、側部枠箱桁２２ｂと、側部枠箱桁２２ａ・側部枠箱桁２２ｂの下側の端部には下部水平に配置された下部枠箱桁２３が溶接された構造となっている。なお側部枠箱桁は図１によると左側を２２ａ、右側を２２ｂとしており、形状は左右対称となっている。

また、側部枠箱桁２２ａ・側部枠箱桁２２ｂと下部枠箱桁２３の開口部２４側壁面にはフラップ弁戸当り２５が設けられていて、開口部２４を開閉するフラップ弁３０が戸当たりして密閉できるように構成されている。

また、側部枠箱桁には上下に主ローラ２６がローラ軸２７を介して回転可能に設けられている。
主ローラ２６は自動車のタイヤのように樋門の胸壁と転がり接触し、扉体２０のスムーズな上下開閉を補助する役目がある。
主ローラ２６は左右に設けられているので、本実施例では４つの主ローラ２６によって構成されている。

主ローラ２６とローラ軸２７の扉体２０への取り付け方法は、側部枠箱桁２２ａに取り付けられる場合を一例に説明すると、図３（ａ）、図３（ｂ）のように、側部枠箱桁２２ａの開口部２４側の対面の壁面（図では左側側面）にローラ軸２７を挿通するための孔２７ｂが設けられ、側部枠箱桁２２ａの開口部２４側内壁面の対応する位置にローラ軸受２７ｃが設けられ、孔２７ｂの外壁面に設けられたローラ軸受２７ｄとともにローラ軸２７を軸支する構造となっている。同様にして、扉体２０の側部枠箱桁に計４カ所に主ローラ２６を設けている。
これによって図３（ｃ）の従来例のように開口部側に部材が突出することが無くなるので開口部２４のサイズや形状が制約されなくなる利点がある。
本実施例では主ローラ２６とローラ軸２７を設けたローラゲート構造としているが、主ローラ２６とローラ軸２７のないスライドゲート構造の扉体でもよい。

扉体２０の上部枠箱桁２１の上面には、吊金具２８を設けられており、この吊金具２８に連結されたロッド２９を図４に示すような開閉機４１で上下移動させて水路を開閉する構成となっている。ロッド２９はラック棒でもよいしネジ棒でもよい。本実施例ではロッドを用いて開閉する構造としているが、それ以外の方法で扉体２０を上下移動させてもよく、例えばチェーン駆動式でもよい。

フラップ弁３０は開口枠形状の扉体２０の中心部分の開口部２４を開閉するためのものである。
フラップ弁３０は、縁部分が補強された板状部材３１で開口部を塞ぐ形状となっており、フラップ弁３０の上部には一対のフラップ弁吊金具３２が設けられている。そしてこの一対のフラップ弁吊金具３２にはフラップ弁３０を回動させるための回転軸３３が水平方向に取り付けられている。
そして、扉体２０の上部水平方向に構成された上部枠箱桁２１の水路下流側壁面には一対の軸受３４が水平に設けられ、この軸受３４が回転軸３３を軸支することにより、フラップ弁３０が回転軸３３を軸中心に揺動することによって扉体２０に設けられた開口部２４を開閉することとなる。

また図２のように、フラップ弁３０の排水路A側の壁面にはフロート３５が設けられている。水路の排水を行う場合、フラップ弁３０の排水路A側にかかる水圧により開口部２４を開放する構造となっているが、フラップ弁３０の重量が重い場合、水圧が十分でないと開口部を開放することができなくなる不便があるが、フロート３５を設けることによってその浮力を利用して開放することができる。

フラップ弁３０には図示しない強制開閉機構を設けることもできる。外部からの信号でフラップ弁のみを開閉することができるので、重量の重い引上げ式フラップインゲート１０を開閉する場合よりも軽量なフラップ弁３０のみを迅速に開閉することによって不測の事態に即座に対応することもできる。

引上げ式フラップインゲート１０が樋門として使用される場合の一実施例を図４（ａ）に示す。樋門４０は、引上げ式フラップインゲート１０の上部に開閉機４１が設けられていて、ロッド２９によってゲートを開閉する機構となっている。
本発明の引上げ式フラップインゲート１０は図４（ａ）のように常時閉鎖状態で使用すればフラップ弁３０が水圧によって揺動するので自動開閉ゲートとして機能することができる利点がある。
また、引上げ式フラップインゲート１０は、津波等で樋門が損傷し、ゲート本体の上昇巻き上げ開放に支障が出てもフラップ弁を備えているので排水機能の確保ができる利点がある。

これに対して、図４（ｂ）の従来のローラゲートは常時全開で排水しており、洪水や津波等の緊急時にゲートを下降させて閉鎖して逆流を防止する構造となっている。そのため、樋門や開閉機が損傷してしまうとゲートを下降することができず、水路側への逆流を防止できない。また、ゲートを閉鎖することができた場合でも、樋門や開閉機、ゲートが損傷してしまうとゲートを上昇することができず、この場合は水路の排水機能が失われるため水路の決壊等の危険が高まってしまう。
本発明の引上げ式フラップインゲート１０のフラップ弁３０は扉体２０と比較して水圧面積が小さく逆流の水圧の影響を受けにくく、またその構成も軸中心に揺動する構造となっているので損傷しにくいため、ゲート本体の上昇巻き上げ開放に支障が出ても排水機能の確保ができる利点がある。

本発明の引上げ式フラップインゲートは、水路の排水樋門を一例として説明したが、これに限らず用水路や取水ゲート、防潮堤の開閉装置としても適用することができる。

A 排水路
B 河川
１０引上げ式フラップインゲート
２０扉体
２１上部枠箱桁
２２ａ側部枠箱桁
２２ｂ側部枠箱桁
２３下部枠箱桁
２４開口部
２５フラップ弁戸当り
２６主ローラ
２７ローラ軸
２７ｂ孔
２７ｃローラ軸受
２７ｄローラ軸受
２８吊金具
２９ロッド
３０フラップ弁
３１板状部材
３２フラップ弁吊金具
３３回転軸
３４軸受
３５フロート
４０樋門
４１開閉機
４２管理橋
４３築堤

Claims

水路の出口が扉体の上下運動によって開閉される引上げ式ゲートにおいて、
前記扉体は開口枠形状で前記開口枠形状は中空構造の箱桁を用いて形成され、
前記扉体の前記開口枠形状を形成する箱桁のうち上部水平方向に形成された箱桁に軸受が設けられ、
前記軸受に板状の１枚のフラップ弁が水平方向に取り付けられた回転軸を介して回動可能に設けられ、
前記フラップ弁が前記扉体の開口部分を開閉可能とすること
を特徴とする引上げ式フラップインゲート。