JP5699888B2 - 浮体式起伏型ゲート設備 - Google Patents

Description

本発明は、水圧作用力と重力を原動力として自動開閉作動を行う浮体式起伏型ゲート設備において、任意操作によって扉体を強制的に起立作動可能な浮体式起伏型ゲート設備に関する。

河川堤防の樋管に、河川水の逆流防止を目的として、河川水位の変化に応じて浮体式の扉体を自動的に起立・倒伏させて水路を開閉作動させることができる浮体式起伏型ゲート設備が設置されている。

図５は、河川堤防の樋門の出口を開放・閉塞するゲート設備として設置された従来の浮体式起伏型ゲート設備を示す図であり、同図の（ａ）は全閉状態を示し、（ｂ）は開放状態を示す。

図５において、河川堤防の樋管１の出口に浮体式の扉体２が設置されている。この扉体２は、樋管出口の水路部床に固定されたヒンジ６で回動可能に枢着されており、水路部の下流側水位２１、上流側水位２２の水位変化による水圧力を利用して樋管１の出口を自動開閉するようになっている。なお、３は下部戸当金物、４は側部戸当金物、５は上部戸当金物、７は扉体全開時の支持台である。

図５（ａ）に示すように、下流側水位２１が上流側水位２２より高いときは、扉体２が起立して樋管出口を閉塞し、水の逆流を防止する。また、下流側水位２１が上流側水位２２に近づくと、扉体２が徐々に開放し、下流側水位２１が上流側水位２２より低くなると、図５（ｂ）に示すように扉体２が開放されて上流側（樋管）の水が下流側に自然排水される。(特許文献１参照)

このようなゲート設備は、水路部床に下部ヒンジ方式で設置された浮体式の扉体が上流と下流の水位変化に対し、その水圧作用力と重力を原動力とし的確に自動開閉作動することから、人為的な操作を必要とせずに樋管の止水・排水管理が可能となる。

しかしながら、前述の従来の浮体式起伏型ゲート設備は、強制的に扉体を起立作動させる装置を有していない場合、ゲート開放時において倒伏した扉体の上部に土砂が過度に堆積すると、堆積した土砂の重量によって扉体の自動起立作動が困難となり、的確な自動閉作動が阻害され易いという問題点がある。また、設備の保守管理面において、扉体を任意に起立作動させることが困難であることから適切な点検・整備を行うことが難しいという問題点を有している。

これらの問題を解決するため、扉体を強制的に起立させるゲート設備が提案されている。例えば、図６（ａ）に示すように、樋管１の出口に水路部床にヒンジ６で回動可能に枢着された扉体２の先端に設けられたワイヤーロープ連結部２４にワイヤーロープ１３の一端を取付けるとともに、ワイヤーロープ１３の他端を転向滑車２３を介してワイヤー巻取装置２５のドラムに巻き取り・巻き出し可能に連結した浮体式起伏型ゲート設備が提案されている。なお、５は上部戸当金物である。このゲート設備では、ワイヤー巻取装置２５のドラムの回転操作によってワイヤーロープ１３を巻き取りあるいは巻出しにより扉体２を強制的に起立・倒伏作動させることができる。

特開２０００−２４００４４号公報

しかしながら、図６（ａ）に示すゲート設備では、扉体２の自由な自動起立・倒伏動作を可能とするためには、全倒伏状態の扉体２の位置に対応するワイヤーロープ１３の巻出し長さが必要となる。このため、扉体２が倒伏状態から、図６（ｂ）に示す自動起立作動を行っている状態ではワイヤーロープ１３が扉体上面で弛んだ状態となり、この弛んだワイヤーロープ１３がゲート自動全閉時において扉体２と上部戸当金物５との間に挟まり込み、ゲート不完全閉作動障害を発生させるという問題点を有している。

そこで、本発明は、通常時は扉体の自動開閉作動に支障を及ぼすことなく、土砂堆積発生時や設備の点検・整備時等の必要時において任意操作によって扉体を強制的に起立作動させることのできる浮体式起伏型ゲート設備を提供するものである。

請求項１の発明は、樋管に水路河床部ヒンジ方式で設置され、河川水位の変動に対して自動的に扉体が起立作動・倒伏作動して樋管通水断面を開放および閉鎖する浮体式起伏ゲート設備において、前記扉体と同一水路内に前記扉体の側部と側部戸当金物部の間に前記扉体から独立してヒンジ方式で起立・倒伏作動可能な、通常時は全倒伏させておく可動アームが設置され、前記可動アームは操作装置による巻き取り及び巻き出しにより前記可動アームを起立作動・倒伏作動させるワイヤーロープに連結され、前記扉体の側部には、起立作動する前記可動アームに当接し押し上げられて前記扉体を起立作動させる押上部材が設けられていることを特徴とする浮体式起伏型ゲート設備である。

請求項２の発明は、前記可動アームのヒンジ部を前記側部戸当金物部に設置したことを特徴とする請求項１記載の浮体式起伏型ゲート設備である。

請求項３の発明は、前記押上部材が前記可動アームに当接して押し上げられるローラであることを特徴とする請求項１記載の浮体式起伏型ゲート設備である。

本発明は、通常時は可動アームを全倒伏させておくことで可動アームに干渉されることなく水位位変化に対応する扉体を自動起立・倒伏作動させて自動開閉作動を自在に行わせることが可能であり、扉体を強制的に起立させる場合には、可動アームを起立作動させることにより扉体を確実に強制起立作動させて樋門を全閉させることが可能である。

したがって、本発明の浮体式起伏型ゲート設備は、扉体上に土砂堆積などが発生して扉体の自動閉作動に支障が生じた場合には、可動アームを強制起立作動させることで確実に扉体を強制起立作動させることができ、また、本発明は、可動アームの操作により、扉体を自在に起立作動可能とすることが可能であるため、設備の保守・点検時には扉体を起立させて設備の維持管理を容易に行うことができる。

また、本発明は、ワイヤーロープが扉体から独立した可動アームに連結されて緊張した状態で可動アームを起伏倒立させる構造であることから、ワイヤーロープが可動アーム及び扉体の作動により弛むことがないので、ワイヤーロープが扉体と戸当金物との間に挟まり込んでゲート不完全作動障害を発生させることもない。

本発明の浮体式起伏型ゲート設備を示し、（ａ）は扉体全開状態を示す図、（ｂ）は扉体起立状態を示す図である。 本発明の浮体式起伏型ゲート設備の可動アームの設置形態を示す鳥瞰図で、（ａ）は可動アーム全倒伏状態を示す図、（ｂ）は可動アーム起立状態を示す図である。 本発明の可動アームと扉体の当接状態を示す断面図で、（ａ）は可動アーム全倒伏状態で扉体全倒伏状態を示す図、（ｂ）は可動アーム強制起立状態に伴う扉体起立状態を示す図である。 本発明の浮体式起伏型ゲート設備において、（ａ）は自動止水作動状態を示す図、（ｂ）は自動排水作動状態を示す図である。 従来の浮体式起伏型ゲート設備を示し、(ａ)は自動止水状態を示す図、(ｂ)は自動排水作動状態を示す図である。 従来のワイヤーロープで起立可能な扉体を備えた浮体式起伏型ゲート設備を示し、（ａ）は扉体全倒伏状態を示す図、(ｂ)は自動排水作動状態を示す図である。

図１及び図２において、河川堤防の樋管１の出口に浮体式起伏型の扉体２が設置されている。この扉体２は、樋管１出口の水路部床にヒンジ６で回動自在に枢着されており、水路部の上下流の水位変化による水圧力（浮力）を利用して起立・倒伏させることにより樋管１の出口を自動開閉するようになっている。

扉体２の側部と側部戸当金物４との間には、可動アーム１０が配置されている。可動アーム１０は側部戸当り金物４の下部に設置されたヒンジ１１によって起立、倒伏自在に枢着されている。可動アーム１０のヒンジ１１と対向する側の先端にはワイヤーロープ１３の一端が連結され、ワイヤーロープ１３の他端は転向滑車１４を介して水路上部に設置された操作装置１５に連結されている。なお、３は下部戸当金物、５は上部戸当金物、７は扉体全開時の支持台である。

可動アーム１０は、操作装置１５を操作してワイヤーロープ１３を巻き取ることにより起立作動し、反対にワイヤーロープ１３を巻き出すことにより自重によって倒伏作動し、全倒伏すると休止台１２によって支持される。

扉体２の側部には可動アーム１０に当接し、扉体２を押し上げる押上部材８が設けられている。押上部材８は起立動作をする可動アーム１０に当接し、押し上げられて扉体２を起立させる。押上部材８には、例えばローラが使用され、可動アーム１０の起立によりローラ８が可動アーム１０に当接し回転しながら押し上げられ、それに伴って扉体２が押し上げられて起立作動する。

本発明のゲート設備の動作について説明する。
（１）扉体の自動起立・自動倒伏作動
通常、河川水位の変化に応じて扉体を自動起立・自動倒伏作動させる際は、図４に示すように、可動アーム１０は全倒伏状態で運用される。このとき、可動アーム１０と操作装置１５を連結するワイヤーロープ１３は転向滑車１４によって扉体２の自動開閉作動に干渉しないよう配置されており、水位変動に対応した扉体２の自動起立、自動倒伏作動は全倒伏状態の可動アーム１０に干渉されることはない。したがって、可動アーム１０を強制作動させないで倒伏させた通常の状態では、下流側２１の水位が上流側２２の水位より高いときは、図４（ａ）に示すように、扉体２が起立して樋管１出口を閉塞し、水の逆流を防止する。また、下流側２１の水位が上流側２２の水位に近づくと、図４（ｂ）に示すように、扉体１が徐々に開放して上流側２２の水が下流側２１に自然排水される。

（２）扉体の強制起立作動
図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）に示すとおり、下流側水位の無い状態においては、可動アーム１０は全倒伏状態にあり、扉体２も全倒伏状態となっており、通水部を全開放する。この状態では、扉体２は、前述のとおり水位変動に対応した自動起立、自動倒伏作動をする。
扉体２上に土砂堆積等が発生し、扉体２の適切な自動作動が困難となった場合あるいは設備の保守・点検時には、扉体２を強制的に起立作動させるため、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すとおり、ワイヤーロープ１３を操作装置１５で巻き取って可動アーム１０を強制的に起立作動すると、可動アーム１０が扉体２の側部に固定設置されたローラ８に当接し可動アーム１０の起立に伴って扉体２が押し上げられて強制起立作動し、通水部を全閉鎖させて逆流発生を防止する。
また、設備の保守・点検時には、扉体２を強制的に起立作動させ、扉体、支承装置、戸当り金物や水路状態の確認、清掃を行うことができる。
以上のように、通常は水位変化に自在に自動起立・倒伏作動させ、任意操作によって確実に扉体を強制起立作動させることが可能である。

１：樋管
２：扉体
３：下部戸当金物
４：側部戸当金物
５：上部戸当金物
６：ヒンジ
７：扉体支持台
８：ローラ
９：ワイヤーロープ
１０：可動アーム
１１：可動アームのヒンジ
１２：休止台
１３：ワイヤーロープ
１４：転向滑車
１５：操作装置
２１：下流側水位
２２：上流側水位
２３：転向滑車
２４：ワイヤーロープ連結部
２５：ワイヤー巻取装置

Claims (3)

1. 樋管に水路河床部ヒンジ方式で設置され、河川水位の変動に対して自動的に扉体が起立作動・倒伏作動して樋管通水断面を開放および閉鎖する浮体式起伏ゲート設備において、
   前記扉体と同一水路内に前記扉体の側部と側部戸当金物部の間に前記扉体から独立してヒンジ方式で起立・倒伏作動可能な、通常時は全倒伏させておく可動アームが設置され、
   前記可動アームは操作装置による巻き取り及び巻き出しにより前記可動アームを起立作動・倒伏作動させるワイヤーロープに連結され、
   前記扉体の側部には、起立作動する前記可動アームに当接し押し上げられて前記扉体を起立作動させる押上部材が設けられていることを特徴とする浮体式起伏型ゲート設備。
2. 前記可動アームのヒンジ部を前記側部戸当金物部に設置したことを特徴とする請求項１記載の浮体式起伏型ゲート設備。
3. 前記押上部材が前記可動アームに当接して押し上げられるローラであることを特徴とする請求項１記載の浮体式起伏型ゲート設備。

Images